(57)【要約】本発明は、単色付近の表示品位の向上が可能な多原色パネルを備える液晶表示装置及びその制御方法を提供する。本発明は、３色の画像信号が外部から入力されることで表示を行う液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は、液晶表示パネル及びバックライトを備え、前記液晶表示パネルの表示領域には、４色以上の絵素をそれぞれ含む複数の画素が形成され、各画素は、前記画像信号の色に対応する色のカラーフィルタがそれぞれ形成された３色の絵素と、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素とを含み、前記バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御可能であり、前記表示領域に単色又は単色に近い色を表示した時の前記バックライトの発光強度は、前記表示領域に白色を表示した時の発光強度よりも大きい液晶表示装置である。
2011061966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３色の画像信号が外部から入力されることで表示を行う液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置は、液晶表示パネル及びバックライトを備え、
前記液晶表示パネルの表示領域には、４色以上の絵素をそれぞれ含む複数の画素が形成され、
各画素は、前記画像信号の色に対応する色のカラーフィルタがそれぞれ形成された３色の絵素と、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素とを含み、
前記バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御可能であり、
前記表示領域に単色又は単色に近い色を表示した時の前記バックライトの発光強度は、前記表示領域に白色を表示した時の発光強度よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
ただし、前記単色に近い色とは、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素のうち前記単色を透過光の成分に含む絵素を最高階調以外の階調に設定し、かつ前記単色を透過する絵素を最高階調に設定したときの色を意味する。
【請求項２】
前記バックライトは、互いに独立して発光強度の制御が可能な複数の点灯部を有し、
前記複数の点灯部のいずれかに対応する前記表示領域のある部分に前記単色又は前記単色に近い色を表示した時の当該点灯部の発光強度は、該部分に白を表示した時の発光強度よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
３色の画像信号が外部から入力されることで表示を行う液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置は、液晶表示パネルと、バックライトと、前記バックライトの発光強度を１フレーム毎に決定するバックライト強度決定回路とを備え、
前記液晶表示パネルの表示領域には、４色以上の絵素をそれぞれ含む複数の画素が形成され、
各画素は、前記画像信号の色に対応する色のカラーフィルタがそれぞれ形成された３色の絵素と、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素とを含み、
前記バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御可能であり、
前記バックライト強度決定回路は、外部から入力された３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求めるバックライト光量計算回路と、
前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める最大値判別回路とを含み、
前記バックライトは、前記最大値判別回路で決定された発光強度で発光することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記３色の画像信号はそれぞれ、階調データからなり、
前記バックライト強度決定回路は、階調データからなる画像信号を逆ガンマ変換して、輝度データからなる３色の画像信号を生成する逆ガンマ変換回路と、
前記輝度データからなる３色の画像信号を前記最も大きな発光強度で除算する除算回路とを更に含むことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記バックライトは、互いに独立して発光強度の制御が可能な複数の点灯部を有し、
前記最大値判別回路において、各点灯部に対応する前記表示領域の部分毎に、前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求め、
前記バックライト強度決定回路は、前記必要最低限の発光強度で各点灯部が発光した時の前記パネルの被照射面での輝度分布を加算する点灯模様算出回路を更に含むことを特徴とする請求項３又は４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記バックライト光量計算回路は、第１のバックライト光量計算回路であり、
前記最大値判別回路は、第１の最大値判別回路であり、
前記バックライト強度決定回路は、前記第１の最大値判別回路で決定された発光強度を用いて前記３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求める第２のバックライト光量計算回路と、
前記第２のバックライト光量計算回路で算出された必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める第２の最大値判別回路とを更に含み、
前記バックライトは、前記第２の最大値判別回路で決定された発光強度で発光することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
３色の画像信号が外部から入力されることで表示を行う液晶表示装置の制御方法であって、
前記液晶表示装置は、液晶表示パネル及びバックライトを備え、
前記液晶表示パネルの表示領域には、４色以上の絵素をそれぞれ含む複数の画素が形成され、
各画素は、前記画像信号の色に対応する色のカラーフィルタがそれぞれ形成された３色の絵素と、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素とを含み、
前記バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御可能であり、
前記制御方法は、前記バックライトの発光強度を１フレーム毎に決定するバックライト強度決定工程を含み、
前記バックライト強度決定工程は、
（１）外部から入力された３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求める工程と、
（２）前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める工程とを含み、
前記バックライトは、前記工程（２）で決定された発光強度で発光することを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
【請求項８】
前記３色の画像信号はそれぞれ、階調データからなり、
前記バックライト強度決定工程は、
（３）階調データからなる画像信号を逆ガンマ変換して、輝度データからなる３色の画像信号を生成する工程と、
（４）前記輝度データからなる３色の画像信号を前記最も大きな発光強度で除算する工程とを更に含むことを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置の制御方法。
【請求項９】
前記バックライトは、互いに独立して発光強度の制御が可能な複数の点灯部を有し、
前記工程（２）において、各点灯部に対応する前記表示領域の部分毎に、前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求め、
前記バックライト強度決定工程は、（５）前記必要最低限の発光強度で各点灯部が発光した時の前記パネルの被照射面での輝度分布を加算する工程を更に含むことを特徴とする請求項７又は８記載の液晶表示装置の制御方法。
【請求項１０】
前記バックライト強度決定回路は、
（６）前記工程（２）で決定された発光強度を用いて前記３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求める工程と、
（７）前記工程（６）で算出された必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める工程とを更に含み、
前記バックライトは、前記工程（７）で決定された発光強度で発光することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の液晶表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその制御方法に関する。より詳しくは、多原色の液晶表示装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、薄型化や軽量化が可能な表示装置として、液晶表示装置が知られている。液晶表示装置は、マトリックス状に配列された複数の画素を有する液晶表示パネルを備える。【０００３】
このような液晶表示装置においてカラー表示するために、映像信号に揃えて、画素毎に、赤のカラーフィルタを備えた絵素と、緑のカラーフィルタを備えた絵素と、青のカラーフィルタを備えた絵素とを形成することが広く知られている。【０００４】
また近年、色再現範囲を広げるため等の目的で、ＲＧＢ以外の色（例えば、白色）の絵素が形成された液晶表示パネル（多原色パネル）が提案されている。多原色パネルに関する技術としては、具体的には例えば以下の技術が開示されている。【０００５】
多原色への色変換において、白を適切に再現するための技術として、入力された画像データの複数の色の数を、画像を表示する表示装置が用いる複数の色の数へと色変換する色変換装置であって、前記入力された画像データの複数の色のうち白に対応する画像データの色変換値、又は白に対応する所定点に対して色変換値を計算する白色色変換値計算手段と、前記白に対応する色変換値に基づいて、色空間において調整後の白に対応する色変換値が前記表示装置の表示可能な色再現領域の内側に位置するような調整値を計算する調整値計算手段と、前記調整値を用いて、前記入力された画像データの色変換値を調整する調整手段と、を備える色変換装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００６】
また、消費電力及び色変換時間を削減しつつ、カラートラッキングを抑制するための技術として、ＸＹＺ表色系の三刺激値ＸＹＺを、多原色表示装置で表示可能な予め定めたｎ原色（ｎ≧４）の中から選択した３原色の組合わせにおける３原色信号値に変換するための色変換マトリクスを、各原色の特性に基づいて作成する色変換マトリクス作成方法であって、所定階調の三刺激値ＸＹＺに対応する３原色信号値を所定の色変換マトリクスを用いて求めるステップと、求めた３原色信号値に対応する３原色階調値を前記多原色表示装置の中間調再現特性から求めるステップと、求めた３原色階調値に対応する三刺激値ＸＹＺを前記多原色表示装置のデバイスプロファイルから求めるステップと、求めた所定階調の三刺激値ＸＹＺの輝度を基準階調の三刺激値ＸＹＺの輝度に合わせた上で、前記所定階調の三刺激値ＸＹＺと前記基準階調の三刺激値ＸＹＺとの色差を求めるステップと、求めた色差が予め定めた閾値を越える場合、当該所定階調の三刺激値ＸＹＺに基づいて色変換マトリクスを作成して記憶すると共に、前記基準階調を当該所定階調に変更するステップと、前記所定階調を１階調又は複数階調変更するステップと、を含む処理を全階調について繰り返し実行する処理を、３原色全てについて且つ３原色の組合わせ全てについて実行すると共に、前記閾値は、３原色のうち最も短波長の原色については、他の原色の閾値よりも小さい値に設定される色変換マトリクス作成方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。【０００７】
更に、赤系の表示輝度を向上させるとともに、白色点が緑色側にシフトするのを抑制するための技術として、複数のサブ画素が設けられ、赤系の第１着色層、青系の第２着色層、青から黄までの色相の中で任意に選択された第３及び第４の２種類の色の着色層のいずれかを前記サブ画素に備える表示パネルと、青色光を発光する第１の光源、前記青色光の一部を黄色光に変換する青色光波長変換手段、及び、赤色光を発光する第２の光源から構成され、前記青色光と前記黄色光と前記赤色光の合成光を前記表示パネルに出射する光源と、を備える電気光学装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。【０００８】
そして、赤、緑、青及び白の絵素を有するパネルにおいて色再現性を良くするための技術として、三原色及び白の４色の複数の画素が交互にマトリックス状に配列させて形成され、互いに隣合う前記三原色及び白の各色１つずつの４つの画素を１単位とする複数の表示要素によりカラー画像を表示する液晶表示素子の駆動方法において、入力された三原色の階調データに基づいて、前記三原色及び白の４色の画素それぞれの最大階調輝度に対するこれらの画素を駆動するための駆動階調データに対応する輝度の割合を輝度率、前記複数の表示要素毎の前記三原色の画素相互の前記輝度率の差の絶対値のうちの最大値を最大輝度率差とするとき、前記複数の表示要素毎の前記三原色及び白の４色の画素の前記輝度率がそれぞれ、前記三原色の画素それぞれの前記輝度率に、前記白色画素の特性に応じて予め定めた任意の値の設定輝度率の前記最大輝度率差に相当する階調数以外の階調数に対応する割合の輝度率を加算して得られる値に、１画面のカラー画像を表示するための１フレームにおける全ての表示要素の前記最大輝度率差に応じて定められる係数を乗じ、且つ前記白色画素の前記輝度率を差し引いた値となるように、前記複数の表示要素毎の三原色及び白の４色の階調値を設定し、これらの諧調値の駆動階調データにそれぞれ対応した前記４色のデータ信号を前記複数の表示要素の三原色及び白の４色の画素にそれぞれ供給する液晶表示素子の駆動方法が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１３４７５２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７４６００号公報
【特許文献３】特開２００７−２０６５８５号公報
【特許文献４】特開２００９−８６２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、多原色パネルを備える従来の液晶表示装置では、以下のような点で改善の余地があった。図４０〜４３を参照して、例として、赤（Ｒ）の絵素（カラーフィルタ）、緑（Ｇ）の絵素（カラーフィルタ）及び青（Ｂ）の絵素（カラーフィルタ）に、黄（Ｙ）の絵素（カラーフィルタ）を加えた場合について説明する。【００１１】
通常の映像信号はＲ、Ｇ、Ｂの３色信号であるため、３色信号から４色信号へ変換する必要がある。この時、白色信号（ＲＧＢ全ての信号が最大階調）が入力されると、全ての絵素が最大透過率となるように制御される（図４０の左側参照）。これは、最も光を強く出さなければならない白色表示時に光の利用効率を最大にするためである。この制御を行うと、３色の絵素を用いていた場合に実現できていた輝度及び色度の組み合わせの範囲で、再現できなくなる点が発生する。ここでは、４つ目の絵素として黄色を加えている。黄色の絵素からは赤と緑の光が放射される。白色信号を表示する時、全ての絵素を最大透過率に設定するため、赤の光はＲ絵素とＹ絵素から、緑の光はＧ絵素とＹ絵素から放射される（図４０の右側参照）。【００１２】
これに対し、赤色信号（Ｒ信号が最大階調、ＧＢ信号が最低階調）が入力された場合を考える。すなわち、Ｒ絵素が最大階調、Ｇ絵素及びＢ絵素が最低階調という設定の場合である。この場合、赤色の輝度が低くなることが原因による表示の不具合が発生し、この不具合が全ての色度点での最大輝度の低下に影響することになる。【００１３】
白色信号を表示する時、赤の光はＲ絵素とＹ絵素の両方から放射されていたが、赤色信号を表示する時はＲ絵素からのみ放射されることになる。したがって、赤色信号を表示する時、白色表示時にＹ絵素から放射されていた分だけ赤の光の放射量が減ることになる。これに対し、ＲＧＢの３色カラーフィルタを用いた液晶表示パネルでは、赤色信号を表示する場合と白色信号を表示する場合とで、赤の光の放射量に関係する絵素は、Ｒ絵素のみとなり、更に、両場合でＲ絵素は最大透過率となるように設定される。そのため、両場合で赤の光の放射量は変わらない。【００１４】
同様の現象は緑の光についても発生する。したがって、Ｙ絵素を加えると、赤又は緑の単色を表示した時の輝度の最大値が低下し、再現できる輝度の範囲が狭くなる。【００１５】
また、単色表示時の最大輝度だけでなく、その他の色の最大輝度も低下する。
図４１のように横軸を白色色度点から赤色色度点までの色度、縦軸を赤色輝度（白色時の最大輝度を１として規格化）とすると、ＲＧＢの３色カラーフィルタを使用した時の赤色輝度は１であるのに対し、ＲＧＢＹの４色カラーフィルタを使用した時の赤色輝度は、Ｙ絵素を光が透過しない分だけ低下する。白色点と赤色点の間の範囲では、白色点に近づくほど緑色の光が必要となるため、Ｙ絵素の透過率を上げることが可能となる。よって、Ｙ絵素から赤色の光を放射することが可能となる。ある程度白色点に近づくと、Ｙ絵素の透過率を最大にすると緑の光の放射量が必要量と一致するＡ点が存在する。このＡ点と赤色点の間の領域では放射可能となる赤色輝度が白色点に比べて小さくなり、図４２の斜線で塗られた領域は４色カラーフィルタでは再現不可能となる。【００１６】
これを全ての色で混色した規格化輝度値で表示したのが図４３となる。
斜線で塗られた色度と輝度の組み合わせが、ＲＧＢの３色カラーフィルタで実現できていたが、ＲＧＢＹの４色カラーフィルタにすることで実現できなくなった領域である。【００１７】
緑色の輝度についても同様の現象が発生する。このため、黄色のカラーフィルタを加えた４色カラーフィルタを用いた場合、色度図上において、単色赤色点とその周辺、単色緑色とその周辺のある一定範囲の最大輝度が低下し、その影響でＲＧＢの３色カラーフィルタで実現できていた色度及び輝度の光で実現できないものが発生する。【００１８】
４色目のカラーフィルタをシアンにした場合は、前述の説明における赤と緑を緑と青に、マゼンタにした場合は、赤と緑を赤と青に変えることにより、全ての説明が成立する。【００１９】
４色目のカラーフィルタを白にした場合、同様の理由より、赤色、緑色、青色全ての原色点の周辺について、色度及び輝度の組み合わせで実現できる範囲が狭くなる。【００２０】
このように、多原色パネルを備える従来の液晶表示装置では、単色付近の色度範囲において、最大輝度が低下することがあった。【００２１】
また、上記特許文献３に記載の技術によれば、赤色の輝度を向上させることはできるが、他の色の輝度は向上できない。また、消費電力が増加してしまう。【００２２】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、単色又は単色に近い色の表示品位の向上が可能な多原色パネルを備える液晶表示装置及びその制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明者らは、単色又は単色に近い色の表示品位の向上が可能な多原色パネルを備える液晶表示装置について種々検討したところ、バックライトの駆動方法に着目した。そして、入力される画像信号に応じてバックライトの発光強度を制御し、表示領域に単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を表示領域に白色を表示した時のバックライトの発光強度よりも大きくすることにより、単色又は単色に近い色の色度範囲において輝度を向上できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００２４】
すなわち、本発明は、３色の画像信号が外部から入力されることで表示を行う液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は、液晶表示パネル及びバックライトを備え、前記液晶表示パネルの表示領域には、４色以上の絵素をそれぞれ含む複数の画素が形成され、各画素は、前記画像信号の色に対応する色のカラーフィルタがそれぞれ形成された３色の絵素と、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素とを含み、前記バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御可能であり、前記表示領域に単色又は単色に近い色を表示した時の前記バックライトの発光強度は、前記表示領域に白色を表示した時の発光強度（前記バックライトの発光強度）よりも大きい液晶表示装置である。【００２５】
ただし、本明細書において、単色に近い色とは、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素のうち前記単色を透過光の成分に含む絵素を最高階調以外の階調に設定し、かつ前記単色を透過する絵素を最高階調に設定したときの色を意味する。【００２６】
これにより、単色又は単色に近い色の色度範囲において輝度を向上できるので、単色又は単色に近い色の表示品位を向上することができる。【００２７】
また、バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力の増加を抑制することができる。【００２８】
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。【００２９】
前記バックライトは、互いに独立して発光強度の制御が可能な複数の点灯部を有し、前記複数の点灯部のいずれかに対応する前記表示領域のある部分に前記単色又は前記単色に近い色を表示した時の当該点灯部の発光強度は、該部分（前記表示領域のある部分）に白を表示した時の発光強度よりも大きいことが好ましい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。【００３０】
本発明はまた、３色の画像信号が外部から入力されることで表示を行う液晶表示装置であって、前記液晶表示装置は、液晶表示パネルと、バックライトと、前記バックライトの発光強度を１フレーム毎に決定するバックライト強度決定回路とを備え、前記液晶表示パネルの表示領域には、４色以上の絵素をそれぞれ含む複数の画素が形成され、各画素は、前記画像信号の色に対応する色のカラーフィルタがそれぞれ形成された３色の絵素と、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素とを含み、前記バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御可能であり、前記バックライト強度決定回路は、外部から入力された３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求めるバックライト光量計算回路と、前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める最大値判別回路とを含み、前記バックライトは、前記最大値判別回路で決定された発光強度（前記最も大きな発光強度）で発光する液晶表示装置でもある。【００３１】
これにより、単色又は単色に近い色の色度範囲において輝度を向上できるので、単色又は単色に近い色の表示品位を向上することができる。【００３２】
また、バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力の増加を抑制することができる。【００３３】
更に、３色の画像信号をそのまま４色以上の信号に変換した場合には、バックライトの発光強度不足が原因で、ソースドライバに出力される画像信号の階調が最大階調以上になる不具合が発生することがある。しかしながら、本発明では、３色の画像信号から一旦、４色以上の信号に変換し、更に、これらの信号に基づいてバックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求め、そして、この必要最低限の発光強度の内で最も大きな発光強度を求めることができる。そのため、上記不具合が発生するのを防止することができる。また、表示画面全体が暗い場合には、バックライトの発光強度を更に落とすことが可能であるので、更なる低消費電力化が可能になる。【００３４】
本発明の第二の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。
本発明の第二の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。【００３５】
前記バックライト光量計算回路は、画像信号の色に対応する色のカラーフィルタ（基準カラーフィルタ）を透過する光の大きさと、画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタ（追加カラーフィルタ）を透過する光に含まれる基準カラーフィルタを透過する光の成分の大きさとに基づいて、３色の画像信号を４色以上の信号に変換してもよい。【００３６】
前記３色の画像信号はそれぞれ、階調データからなり、前記バックライト強度決定回路は、階調データからなる画像信号（前記階調データからなる３色の画像信号）を逆ガンマ変換して、輝度データからなる３色の画像信号を生成する逆ガンマ変換回路と、前記輝度データからなる３色の画像信号を前記最も大きな発光強度で除算する除算回路とを更に含むことが好ましい。これにより、バックライトの発光強度が負の値となるのを防止することができる。【００３７】
前記バックライトは、互いに独立して発光強度の制御が可能な複数の点灯部を有し、前記最大値判別回路において、各点灯部に対応する前記表示領域の部分毎に、前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求め、前記バックライト強度決定回路は、前記必要最低限の発光強度で各点灯部が発光した時の前記パネルの被照射面での輝度分布を加算する点灯模様算出回路を更に含むことが好ましい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。【００３８】
前記バックライト光量計算回路は、第１のバックライト光量計算回路であり、前記最大値判別回路は、第１の最大値判別回路であり、前記バックライト強度決定回路は、前記第１の最大値判別回路で決定された発光強度（前記最も大きな発光強度）を用いて前記３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求める第２のバックライト光量計算回路と、前記第２のバックライト光量計算回路で算出された必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める第２の最大値判別回路とを更に含み、前記バックライトは、前記第２の最大値判別回路で決定された発光強度（前記最も大きな発光強度）で発光してもよい。すなわち、前記バックライトは、前記第１の最大値判別回路で決定された発光強度ではなく、前記第２の最大値判別回路で決定された発光強度で発光してもよい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。【００３９】
本発明は更に、３色の画像信号が外部から入力されることで表示を行う液晶表示装置の制御方法であって、前記液晶表示装置は、液晶表示パネル及びバックライトを備え、前記液晶表示パネルの表示領域には、４色以上の絵素をそれぞれ含む複数の画素が形成され、各画素は、前記画像信号の色に対応する色のカラーフィルタがそれぞれ形成された３色の絵素と、前記画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタが形成された少なくとも１色の絵素とを含み、前記バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御可能であり、前記制御方法は、前記バックライトの発光強度を１フレーム毎に決定するバックライト強度決定工程を含み、前記バックライト強度決定工程は、（１）外部から入力された３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求める工程と、（２）前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める工程とを含み、前記バックライトは、前記工程（２）で決定された発光強度（前記最も大きな発光強度）で発光する液晶表示装置の制御方法でもある。【００４０】
これにより、単色又は単色に近い色の色度範囲において輝度を向上できるので、単色又は単色に近い色の表示品位を向上することができる。【００４１】
また、バックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力の増加を抑制することができる。【００４２】
更に、本発明では、３色の画像信号から一旦、４色以上の信号に変換し、更に、これらの信号に基づいてバックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求め、そして、この必要最低限の発光強度の内で最も大きな発光強度を求める。そのため、上述の階調が最大階調以上になる不具合が発生するのを防止することができる。また、表示画面全体が暗い場合には、バックライト強度を更に落とすことが可能であるので、更なる低消費電力化が可能になる。【００４３】
本発明の液晶表示装置の制御方法の構成としては、このような構成要素及び工程を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素及び工程により特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置の制御方法における好ましい形態について以下に詳しく説明する。【００４４】
前記工程（１）は、画像信号の色に対応する色のカラーフィルタ（基準カラーフィルタ）を透過する光の大きさと、画像信号の色以外の色に対応する色のカラーフィルタ（追加カラーフィルタ）を透過する光に含まれる基準カラーフィルタを透過する光の成分の大きさとに基づいて、３色の画像信号を４色以上の信号に変換してもよい。【００４５】
前記３色の画像信号はそれぞれ、階調データからなり、前記バックライト強度決定工程は、（３）階調データからなる画像信号（前記階調データからなる３色の画像信号）を逆ガンマ変換して、輝度データからなる３色の画像信号を生成する工程と、（４）前記輝度データからなる３色の画像信号を前記最も大きな発光強度で除算する工程とを更に含むことが好ましい。これにより、バックライトの発光強度が負の値となるのを防止することができる。【００４６】
前記バックライトは、互いに独立して発光強度の制御が可能な複数の点灯部を有し、前記工程（２）において、各点灯部に対応する前記表示領域の部分毎に、前記必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求め、前記バックライト強度決定工程は、（５）前記必要最低限の発光強度で各点灯部が発光した時の前記パネルの被照射面での輝度分布を加算する工程を更に含むことが好ましい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。【００４７】
前記バックライト強度決定回路は、（６）前記工程（２）で決定された発光強度（前記最も大きな発光強度）を用いて前記３色の画像信号を絵素の色に対応する４色以上の信号に変換し、前記４色以上の信号に基づいて前記バックライトの必要最低限の発光強度を画素毎に求める工程と、（７）前記工程（６）で算出された必要最低限の発光強度の内の最も大きな発光強度を求める工程とを更に含み、前記バックライトは、前記工程（７）で決定された発光強度（前記最も大きな発光強度）で発光してもよい。すなわち、前記バックライトは、前記工程（２）で決定された発光強度ではなく、前記工程（７）で決定された発光強度で発光してもよい。これにより、更なる低消費電力化が可能になる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の第一及び第二の液晶表示装置と、本発明の液晶表示装置の制御方法とによれば、単色又は単色に近い色の表示品位の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図２】実施形態１の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図３】実施形態２の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図４】実施形態２の液晶表示パネルの構成を示す断面模式図である。
【図５】実施形態２の液晶表示装置の画素配列を示す平面模式図である。
【図６】実施形態２の液晶表示装置の別の画素配列を示す平面模式図である。
【図７】実施形態２の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図８】実施形態２の液晶表示装置の回路を示すブロック図である。
【図９】実施形態２におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。
【図１０】実施形態２の液晶表示装置のブロック構成を示す図である。
【図１１】実施形態２のバックライト強度決定回路における処理の流れを示す。
【図１２】実施形態２のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
【図１３】実施形態２の色変換回路における処理の流れを示す。
【図１４】実施形態２の色変換回路のブロック図を示す。
【図１５】実施形態３の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図１６】実施形態３における３色信号から４色信号への変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図１７】実施形態３における３色信号から４色信号への変換アルゴリズムを説明するための図である。
【図１８】実施形態３におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。
【図１９】実施形態３の色変換回路における処理の流れを示す。
【図２０】実施形態３の色変換回路のブロック図を示す。
【図２１】実施形態４の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図２２】実施形態４におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。
【図２３】実施形態４のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
【図２４】実施形態５の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【図２５】実施形態５におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。
【図２６】実施形態６の液晶表示装置の回路を示すブロック図である。
【図２７】実施形態６におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。
【図２８】実施形態６のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
【図２９】実施形態７の液晶表示装置の回路を示すブロック図である。
【図３０】実施形態８の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図３１】実施形態８のバックライトの構成を示す平面模式図である。
【図３２】実施形態８のバックライト強度決定回路における処理の流れを示す。
【図３３】実施形態８のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
【図３４】実施形態８の点灯模様算出回路の機能を説明するための図である。
【図３５】実施形態８の点灯模様算出回路の機能を説明するための図である。
【図３６】実施形態８のバックライト強度決定回路の別の構成を示すブロック図を示す。
【図３７】実施形態８のバックライト強度決定回路の別の構成を示すブロック図を示す。
【図３８】実施形態９の液晶表示装置の画素配列を示す平面模式図である。
【図３９】実施形態９の色変換回路のブロック図を示す。
【図４０】多原色パネルを備える従来の液晶表示装置の課題を説明するための図である。
【図４１】多原色パネルを備える従来の液晶表示装置の課題を説明するための図である。
【図４２】多原色パネルを備える従来の液晶表示装置の課題を説明するための図である。
【図４３】多原色パネルを備える従来の液晶表示装置の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００５１】
本明細書では、赤をＲ又はｒ、緑をＧ又はｇ、青をＢ又はｂ、白をＷ又はｗ、黄をＹ、シアンをＣ、マゼンタをＭとも略記する。
【００５２】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
本実施形態の液晶表示装置は、赤、緑及び青の発光強度を独立で変化することができるバックライトユニット（バックライト１０２）と、ＲＧＢ以外の色のカラーフィルタを持つ液晶表示パネル１０１とを組み合わせた透過型液晶表示装置である。
【００５３】
液晶表示パネル１０１を利用する際は、バックライトで白色を点灯し、単色を表示した時の輝度の低下が問題となる。しかしながら、バックライト１０２と液晶表示パネル１０１を組み合わせ、バックライト１０２の発光強度（点灯強度）を変化させることにより補うことができる。
基本的な駆動方法は、
・入力信号の階調に応じて、
・バックライトの発光強度（以下、バックライト強度とも言う。）を調整し、
・発光強度と入力信号の階調から計算した出力信号を液晶表示パネルに送る
というものである。この駆動方法をそのまま実行するだけでは、単色輝度の低下は発生する。この輝度低下を防ぐための具体的な駆動方法を以下に示す。
【００５４】
図２は、実施形態１の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
例えば、カラーフィルタを通常のＲＧＢと、新たに黄色を加えたものを利用するとする。すなわち、ＲＧＢの３色の絵素に、Ｙ絵素を加えるとする。また、黄色のカラーフィルタはＲの光とＧの光を通すものとする。白色表示を行う場合（全て２５５階調のＲＧＢ信号を入力する場合）は、効率を考慮すると各色絵素は全て２５５階調に制御するのがよい。この時に白色バランスが取れている必要があるが、ｒ光とｇ光は黄色フィルタからも透過するため、その分だけｒとｇのバックライト強度は下げられることになる（図２の左列参照）。これに対し、赤色表示（Ｒ信号を２５５階調、ＧＢ信号は０階調）を行う場合、Ｒ絵素は２５５階調、ＧＢ絵素とＹ絵素は０階調となる。バックライトはＲのみ点灯することとなる。この場合、ｒ光は、黄色フィルタから透過せず、Ｒフィルタからのみ放射するため、ｒ光の透過量は白色表示の時よりも少なくなる（図２の中列参照）。これはｒ光の放射量を黄フィルタで補うことができないことに原因がある。仮にＹ絵素の透過率を上げると不必要なｇ光が黄フィルタから放射されるため、表示に不具合が発生する。そこで、Ｒ光で足りなくなった分だけバックライトのｒ光強度を強くする。これにより、表示に足りなかったｒ光の強度を補うことができる（図２の右列参照）。このようにして、単色輝度の低下を防ぐことができる。本実施形態は、ＲＧＢバックライトのいずれの色も、２５５階調の時に最高の発光強度となるのではなく、単色表示の時に最高の発光強度となる制御を行うことを特徴としている。
【００５５】
本実施形態によれば、ＲＧＢ以外の色のカラーフィルタを持つ液晶表示パネル１０１を利用する際に問題となる、バックライトで白色を点灯し、単色を表示した時の輝度の低下が、ＲＧＢのみのカラーフィルタを持つ液晶表示パネルを用いた時に比べて大きくなることを防ぐことができる。
【００５６】
ここで、数式を用いて必要な発光強度の大きさを説明する。まず、以下に記号の定義を示す。
Ｒ：Ｒ絵素から放射される光の強度
Ｇ：Ｇ絵素から放射される光の強度
Ｂ：Ｂ絵素から放射される光の強度
ｒＢＬ：ｒのバックライト強度
ｇＢＬ：ｇのバックライト強度
ｂＢＬ：ｂのバックライト強度
ｒＲ：ｒ光のＲ絵素の透過率
ｇＧ：ｇ光のＧ絵素の透過率
ｂＢ：ｂ光のＢ絵素の透過率
ｒＹ：ｒ光のＹ絵素の透過率であり、Ｒ絵素に比べてａ倍のｒ光を通す。
ｇＹ：ｇ光のＹ絵素の透過率であり、Ｇ絵素に比べてｂ倍のｇ光を通す。
【００５７】
通常のＲＧＢからＲＧＢＹへの変換を考える（Ｒ光のみに注目）。
ＲＧＢ信号の全てが２５５階調である場合（全白と呼ぶ。）、従来では通常、最も明るく点灯させるためにバックライトは全色１００％点灯、最も光を透過させる状態にさせるために全色の絵素が２５５階調、という制御を行う。ＲＧＢＹに変換した場合に同様の考えを用いると、バックライトは全色１００％点灯、全色の絵素が２５５階調となるため、ｒＢＬ＝１、ｒＲ＝１、ｒＹ＝ａとなる。
Ｒ全白＝ｒＢＬ×（ｒＲ＋ｒＹ）＝１＋ａ
【００５８】
Ｒ信号のみ２５５階調である場合（全赤と呼ぶ）、バックライトはｒを１００％点灯でその他は０（無点灯）、Ｒ絵素のみ２５５階調でその他は０階調となるため、ｒＢＬ＝１、ｒＲ＝１、ｒＹ＝０となる。
Ｒ全赤＝ｒＢＬ×（ｒＲ＋ｒＹ）＝１
【００５９】
したがって、全白に比べて全赤では、パネルを透過する赤成分の光強度が１／（１＋ａ）となる。
Ｒ全白＝Ｒ全赤とするために、液晶の透過率を変える方法と、バックライトの発光強度を変える方法との２通りが考えられる。全白、全赤どちらの場合についてもバックライトの光の利用効率を下げないようにするため、本実施形態では、液晶の透過率を固定し、バックライトの発光強度で調整する方法を選択する。この場合、
ｒＢＬ全赤＝ｒＢＬ全白×（１＋ａ）
となる。同様に、
Ｇ全白＝ｇＢＬ×（ｇＧ＋ｇＹ）＝１＋ｂ
Ｇ全緑＝ｇＢＬ×（ｇＧ＋ｇＹ）＝１
ｇＢＬ全緑＝ｇＢＬ全白×（１＋ｂ）
となる。
【００６０】
このように、本実施形態は、全白時よりもバックライト強度を強くする方法を提案する。以下の実施形態でより詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、バックライト強度の１００％は全白表示時のバックライト強度を基準値としている。
【００６１】
（実施形態２）
図３は、実施形態２の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
本実施形態の液晶表示装置は、発光強度を変化することができる白色バックライトユニット（バックライト２０２）と、ＲＧＢの３原色のカラーフィルタと、ＲＧＢ以外の原色のカラーフィルタを持つ液晶表示パネル２０１とを組み合わせた透過型液晶表示装置である。バックライト２０２の発光強度は、発光面の全面で一律に制御（変化）される。
【００６２】
ここでいう白色バックライトとは、ＲＧＢとその他の色のカラーフィルタ（絵素）を持つ液晶表示パネルと組み合わせる場合、全てのカラーフィルタ（絵素）の階調を最大階調にした時に表示色が白色になることを理想とするバックライトである。ホワイトバランスを微調整することにより、全てのカラーフィルタ（絵素）が最大階調でないところで白色表示をしてもよい。また、白色バックライトの光源は特に限定されず、冷陰極管（ＣＣＦＬ）でもホワイトＬＥＤでもＲＧＢ３種類の発光ダイオード（ＬＥＤ）でもよい。
【００６３】
ここでは黄色のカラーフィルタ（Ｙ絵素）を加えたものを説明するが、シアンのカラーフィルタ（Ｃ絵素）を加えた場合はＲをＢに、マゼンタのカラーフィルタ（Ｍ絵素）を加えた場合はＧをＢに置き換えることにより、同様の説明を行うことができる。
【００６４】
図４に、実施形態２の液晶表示パネルの構成を示す。図５に、実施形態２の液晶表示装置の画素配列を示す。図６に、実施形態２の液晶表示装置の別の画素配列を示す。
液晶表示パネル２０１は、一対の透明基板２、３と、これらの基板２、３間の間隙に封入された液晶層４と、基板２、３の一方、例えば観察側（図において上側）とは反対側の基板２の内面に、行方向（画面の左右方向）及び列方向（画面の上下方向）にマトリクス状に配列させて形成された複数の透明な画素電極５と、他方の基板、つまり観察側の基板３の内面に、複数の画素電極５の配列領域に対応させて形成された一枚膜状の透明な対向電極６と、基板２、３の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板１１、１２とを備える。
【００６５】
液晶表示パネル２０１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子として有するアクティブマトリクス型の液晶表示素子である。図４では省略しているが、画素電極５が形成された基板２の内面に、画素電極５にそれぞれ対応させて配置され、これらの画素電極５にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴＦＴにゲート信号を供給するための複数の走査線と、各列のＴＦＴにデータ信号を供給するための複数のデータ線とが設けられている。
【００６６】
液晶表示パネル２０１は、その観察側とは反対側に配置されたバックライト２０２から照射された光の透過を制御して画像を表示する。また、液晶表示パネル２０１は、複数の画素１４を有する。画素１４においては、画素電極５と対向電極６とが互いに対向する領域にデータ信号が供給されることによって、つまり電極５、６間にデータ信号に対応した電圧が印加されることによって、液晶層４の液晶分子の配向状態が変化し、その結果、光の透過が制御される。
【００６７】
画素１４は、画素電極５に対応する領域にマトリスク状に配列され、各画素１４は、図５に示すように、赤色カラーフィルタ７Ｒを備えたＲ絵素１３Ｒと、緑色カラーフィルタ７Ｇを備えたＧ絵素１３Ｇと、青色カラーフィルタ７Ｂを備えたＢ絵素１３Ｂと、黄色カラーフィルタ７Ｙを備えたＹ絵素１３Ｙとをそれぞれ含んで構成される。４色の絵素の配列としては、図５に示すように、２絵素×２絵素の配列でもよいし、図６に示すように、ストライプ配列でもよいし、図示しないがモザイク型の配列やデルタ型の配列を用いることもできる。
【００６８】
カラーフィルタ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｙは、基板２、３のいずれか一方、例えば観察側基板３の内面に形成されている。
【００６９】
なお、対向電極６は、カラーフィルタ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｙの上に形成されており、また、基板２、３の内面にはそれぞれ、画素電極５及び対向電極６を覆って配向膜９、１０が設けられている。
【００７０】
そして、基板２、３は、予め定めた間隙を設けて対向配置され、画素１４がマトリックス状に配列された表示領域を囲む枠状のシール材（図示せず）によって接合されており、これらの基板２、３間の前記シール材で囲まれた領域に液晶層４が封入されている。
【００７１】
液晶表示パネル２０１は、液晶層４の液晶分子をツイスト配向させたＴＮ又はＳＴＮ型、液晶分子を基板２、３面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板２、３面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性又は反強誘電性液晶表示素子である。偏光板１１、１２は、それぞれの透過軸の向きを、各画素１４の電極５、６間に電圧を印加しないときの表示が黒になるように設定して配置されている。
【００７２】
なお、図４に示した液晶表示パネル２０１は、一対の基板２、３の内面それぞれに設けられた電極５、６間に電界を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させるものであるが、それに限らず、一対の基板のいずれか一方の内面に、複数の画素を形成するための例えば櫛状の第１及び第２の電極を設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
【００７３】
以下に、本実施形態の液晶表示装置の制御方法について説明する。図７は、実施形態２の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
白色を最大階調で表示する時のバックライト強度と絵素の階調との関係は、図７の左列の通りである。各色絵素は最大階調となる。次にバックライトの発光強度を変えずに赤色を最大階調で表示する場合を考える（図７の中列参照）。この場合、絵素はＲのみ最大階調となり、その他の絵素は全て０階調に制御される。この時、表示は赤色表示となるが、この赤色輝度は白色表示の時と比べて暗くなる。この原因は、白色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光と黄フィルタを透過した赤色の光とを合わせたものであるのに対し、赤色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光のみになることにある。この赤色輝度が低下する原因を取り除くために、バックライトの発光強度を上げるという制御を行う（図７の右列参照）。仮に、白色表示時に黄色フィルタから透過する赤色の光の量がＲフィルタから透過する赤色の光の量のα倍であると仮定すると、中列の赤色輝度は左列の赤色輝度の１／（１＋α）倍となる。したがって、白色を最大階調で表示する場合と赤色を最大階調で表示する場合とで赤色輝度を等しくするためには、バックライトの発光強度を（１＋α）倍すればよい。上記説明は全画面に同一階調を表示する場合についての説明であったが、実際に表示を行う場合、バックライトの発光強度は全ての画素に対して同一となる。このため制御手順は、
（１）全ての画素に対して最低限必要のバックライト強度を抽出し、その中から最も大きなバックライト強度を算出する。
（２）算出したバックライト強度に対して、各色絵素に入力する階調を算出する。
となる。
【００７４】
前記のシステムを実現するためのシステムブロック図が図８の通りになる。
入力信号はバックライト強度決定回路へ入力される。この回路で、入力信号に応じて表示に最低限必要のバックライト強度を求める。求められたバックライト強度はバックライト強度信号としてバックライトに送信される。入力信号は、変更されたバックライト強度に応じた信号に変換され、色変換回路（３色４色変換回路）へ入力され、４色信号に変換される。バックライトをコントロールする回路（バックライト駆動回路）にバックライト強度信号を入力し、パネルをコントロールする回路（ソースドライバ）に４色信号を入力することにより、映像を出力することができる。このシステムを用いると、入力信号をそのまま色変換回路に入力した場合に発生しうる、バックライト強度の不足が原因の出力階調が最大階調以上になるという不具合が解消される。また同時に、表示画面全体が暗い場合にバックライト強度を落とすことが可能であるというメリットがある。必要なバックライト強度は、３色信号を４色信号に変換する方式によって異なる。このため、以下では先に３色から４色への信号変換のためのアルゴリズムを説明し、その後、バックライト強度決定のためのアルゴリズムを説明する。
【００７５】
ＲＧＢ入力信号をＲ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’信号に変換するためのアルゴリズムを示す。
ここで、本説明の前提として、入力信号は最大階調を１とした光の透過量で示されているとする。赤色の光の黄フィルタからの透過量がＲフィルタからの透過量のα倍であるとする。緑色の光の黄フィルタからの透過量がＧフィルタからの透過量のβ倍であるとする。
【００７６】
まず、入力信号ＢはＢ’フィルタからのみ放射されるため、変換前後で値は変わらない。したがって、
Ｂ’＝Ｂ
【００７７】
次に入力信号ＲＧをＲ’Ｇ’Ｙ’に変換する。上述した前提条件より、次の等式が成立する。
Ｒ＝１／（１＋α）×Ｒ’＋α／（１＋α）×Ｙ’・・・（ａ）
Ｇ＝１／（１＋β）×Ｇ’＋β／（１＋β）×Ｙ’・・・（ｂ）
【００７８】
Ｙ’＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）とおくと、（ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）はＲとＧのうち大きいほうの値をとるという関数であるとする。）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）・・・（ｃ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）・・・（ｄ）
となる。Ｒ’、Ｇ’はそれぞれ０≦Ｒ’≦１、０≦Ｇ’≦１である必要がある。バックライト強度を強くすることにより１を超えない値にすることは可能であるが、バックライト強度の調整により負の値をとらないようにすることは不可能であるため、条件わけを行う必要がある。分け方は、（１）（ｃ）、（ｄ）ともに正の値を取る、（２）（ｃ）が負の値を取る、（３）（ｄ）が負の値を取る、という３通りである。
【００７９】
（１）（ｃ）、（ｄ）ともに正の値を取る場合
変換式は上述の通りである。
【００８０】
（２）（ｃ）が負の値を取る場合
（ｃ）で２項目が大きくなる場合であるが、Ｒ＞Ｇの場合はＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）＝Ｒとなるため、常にＲ’＞０であるため、Ｒ＜Ｇ＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）である必要がある。よって、（ｃ）が負の値を取る時の条件は、
Ｇ＞（１＋α）／α×Ｒ
となる。この時、ＲがＧに比べて値が非常に小さい。このため、Ｙ’＝Ｇとすると黄フィルタから赤色の光が必要以上に外部へ放射されている状態である。このため、Ｒ’＜０という条件が必要になる。この場合、赤光は黄フィルタから全て放射するという制御を行えばよく、Ｒ’＝０とすればよい。この時、
Ｙ’＝（１＋α）／α×Ｒ
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ
が成立する。
【００８１】
（３）（ｄ）が負の値を取る時
（２）のＲとＧ、Ｒ’とＧ’、αとβを入れ替えればよい。Ｒ＞（１＋β）／β×Ｇの時、
Ｇ’＝０
Ｙ’＝（１＋β）／β×Ｇ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−｛α×（１＋β）／β｝×Ｇ
【００８２】
次に、バックライト強度の決定アルゴリズムを示す。
図９は、実施形態２におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。
手順としては、まず、画素ごとに必要なバックライト強度を求め、そして、その最大値を表示に必要なバックライト強度に設定する。画素ごとに必要なバックライト強度ｗの求め方を示す。ｗは入力信号ＲＧＢの値が全て１で、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’が１と変換された時に１という強度値を取る。
【００８３】
上述のように、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’信号に変換された値は次の通りである。
Ｂ’＝Ｂ（全ての場合で共通）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）（（１）の時）
＝０（（２）の時）
＝（１＋α）×Ｒ−｛α×（１＋β）／β｝×Ｇ（（３）の時）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）（（１）の時）
＝（１＋β）×Ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ（（２）の時）
＝０（（３）の時）
Ｙ’＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ）（（１）の時）
＝（１＋α）／α×Ｒ（（２）の時）
＝（１＋β）／β×Ｇ（（３）の時）
ここで列挙した条件（１）〜（３）は以下の通りである。
（１）Ｒ＜（１＋β）／β×ＧかつＧ＜（１＋α）／α×Ｒ
（２）Ｇ＞（１＋α）／α×Ｒ
（３）Ｒ＞（１＋β）／β×Ｇ
このため、ある入力信号ＲＧＢの組み合わせの画素に必要なバックライト強度は上の値の最大値となる。
【００８４】
このうち、（１）の場合の最大値はＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、（２）の場合の最大値はＢもしくは（１＋β）×Ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ、（３）の場合の最大値はＢもしくは（１＋α）×Ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇであるので、ある入力信号ＲＧＢの組み合わせの画素に必要なバックライト強度ｗは、
Ｒ、Ｇ、Ｂ
（１＋β）×Ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ
（１＋α）×Ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇ
という５つの値の最大値である。
【００８５】
バックライトの強度が必要以上に大きくても、液晶で光の透過量を絞ることができるため、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は、全ての入力信号ＲＧＢの組み合わせに対して求めた上述した５つの値の最大値の中の、最大値となる。
【００８６】
このように、本実施形態では、画素ごとに必要最低限のバックライト強度を決定する。（図９の上から３段目参照）そして、入力信号ＲＧＢをここで求めた必要なバックライト強度ｗで除算する。（図９の上から４段目参照）そして、その除算した入力信号ＲＧＢに対して４色信号への変換を行う。（図９の上から５段目参照）したがって、入力信号をそのまま４色に変換すると出力階調が最大階調以上になる場合であっても（図９の上から２段目参照）、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’の値は全て０以上１以下の数となる。
【００８７】
次に、液晶表示パネル２０１及びバックライト２０２の駆動及び制御部分の構成について詳細に説明する。
図１０は、実施形態２の液晶表示装置のブロック構成を表したものである。
図１０に示したように、液晶表示パネル２０１を駆動して映像を表示するための駆動回路は、液晶表示パネル２０１内の各画素電極へ映像信号に基づくデータ電圧を供給するソースドライバ２０６と、液用表示パネル２０１内の各画素電極を走査線に沿って線順次駆動するゲートドライバ２０７と、バックライト強度決定回路２０３と、色変換回路２０４と、バックライト強度決定回路２０３において決定された最大輝度ＬＭＡＸでバックライト２０２の点灯動作を制御するバックライト駆動回路２０５とを含んで構成されている。
【００８８】
図１１に、実施形態２のバックライト強度決定回路における処理の流れを示す。バックライト強度決定回路２０３では、１フレーム毎に以下の処理を行う。
まず、階調データからなるＲＧＢの画像（映像）信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎが入力される（Ｓ１）。
【００８９】
次に、画像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換する（Ｓ２）。
【００９０】
次に、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌを求める（Ｓ３）。
【００９１】
次に、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌの中から最大輝度ＬＭＡＸを１つ求める（Ｓ４）。
【００９２】
次に、画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＭＡＸで除算し、画像信号Ｒ１／ＬＭＡＸ、Ｇ１／ＬＭＡＸ、Ｂ１／ＬＭＡＸを算出する（Ｓ５）。
【００９３】
そして、画像信号Ｒ１／ＬＭＡＸ、Ｇ１／ＬＭＡＸ、Ｂ１／ＬＭＡＸにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を出力するとともに、バックライトを制御するデータとして光量ＬＭＡＸを出力する（Ｓ６）。
【００９４】
図１２に、実施形態２のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
図１２に示すように、バックライト強度決定回路２０３は、逆ガンマ変換回路２０８と、輝度信号保持回路２０９と、バックライト光量計算回路２１０と、最大値判別回路２１１と、除算回路２１２と、バックライト強度保持回路２１３と、ガンマ変換回路２１４とを備える。
【００９５】
逆ガンマ変換回路２０８は、画像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を生成する。そして、画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、輝度信号保持回路２０９に出力され、一定期間（例えば、１フレーム間）、保存される。
【００９６】
バックライト光量計算回路２１０は、輝度信号保持回路２０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に基づき、上述のように、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌを算出する。バックライト光量Ｌは、上述の計算のように、５つの輝度Ｒ、Ｇ、Ｂ、（１＋β）×Ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ及び（１＋α）×Ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇの内のいずれかとなる。
【００９７】
最大値判別回路２１１は、バックライト光量計算回路２１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌの中から最も大きな輝度ＬＭＡＸを１つ決定する。
【００９８】
バックライト強度保持回路２１３は、最大値判別回路２１１から出力された最大輝度ＬＭＡＸを一定期間（例えば、１フレーム間）、保存するとともに、最大輝度ＬＭＡＸをバックライト駆動回路２０５に出力する。
【００９９】
除算回路２１２は、輝度信号保持回路２０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＭＡＸで除算し、画像信号Ｒ１／ＬＭＡＸ、Ｇ１／ＬＭＡＸ、Ｂ１／ＬＭＡＸを算出する。
【０１００】
ガンマ変換回路２１４は、除算回路２１２から出力された画像信号Ｒ１／ＬＭＡＸ、Ｇ１／ＬＭＡＸ、Ｂ１／ＬＭＡＸにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を生成するとともに、色変換回路２０４に出力する。
【０１０１】
図１３に、実施形態２の色変換回路における処理の流れを示す。色変換回路２０４では、１フレーム毎に以下の処理を行う。
まず、バックライト強度決定回路２０３から、階調データからなるＲＧＢの画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が入力される（Ｓ１）。
【０１０２】
次に、画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２に逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３に変換する（Ｓ２）。
【０１０３】
次に、画素ごとに３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３から４色の画像信号へ変換する変換式を決定する（Ｓ３）。
【０１０４】
次に、決定された変換式により、画素ごとに３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を４色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４へ変換する（Ｓ４）。
【０１０５】
そして、画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４にガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ、Ｙｏｕｔを出力する（Ｓ５）。
【０１０６】
図１４に、実施形態２の色変換回路のブロック図を示す。
図１４に示すように、色変換回路２０４は、逆ガンマ変換回路２１５と、入力信号判別回路２１６と、色変換計算回路２１７と、ガンマ変換回路２１８とを備える。
【０１０７】
逆ガンマ変換回路２１５は、画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２に逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を生成する。
【０１０８】
入力信号判別回路２１６は、逆ガンマ変換回路２１５から出力された３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３に基づき、上述の計算のように、４色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４に変換するためのアルゴリズムを決定する。すなわち、上記式（ｃ）、（ｄ）と同様に、
Ｒ４＝（１＋α）×Ｒ３−α×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３）・・・（ｃ）’
Ｇ４＝（１＋β）×Ｇ３−β×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３）・・・（ｄ）’
の式からＲ４、Ｇ４を算出する。そして、（１）（ｃ）’、（ｄ）’ともに正の値を取る場合、（２）（ｃ）’が負の値を取る場合、（３）（ｄ）’が負の値を取る場合のいずれかを判断し、以下のいずれの変換式を用いるか示す制御信号Ｄを色変換計算回路２１７に出力する。
Ｂ４＝Ｂ３（全ての場合で共通）
Ｒ４＝（１＋α）×Ｒ３−α×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３）（（１）の時）
＝０（（２）の時）
＝（１＋α）×Ｒ３−｛α×（１＋β）／β｝×Ｇ３（（３）の時）
Ｇ４＝（１＋β）×Ｇ３−β×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３）（（１）の時）
＝（１＋β）×Ｇ３−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ３（（２）の時）
＝０（（３）の時）
Ｙ４＝ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３）（（１）の時）
＝（１＋α）／α×Ｒ３（（２）の時）
＝（１＋β）／β×Ｇ３（（３）の時）
ここで列挙した条件（１）〜（３）は以下の通りである。
（１）Ｒ３＜（１＋β）／β×Ｇ３かつＧ３＜（１＋α）／α×Ｒ３
（２）Ｇ３＞（１＋α）／α×Ｒ３
（３）Ｒ３＞（１＋β）／β×Ｇ３
【０１０９】
色変換計算回路２１７は、入力信号判別回２１６から出力された制御信号Ｄにより決定された上記いずれかの変換式により、３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を４色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４へ変換する。
【０１１０】
ガンマ変換回路２１８は、色変換計算回路２１７から出力された画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４にガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ、Ｙｏｕｔを生成するとともに、ソースドライバに出力する。
【０１１１】
以上、本実施形態では、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくすることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０１１２】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０１１３】
（実施形態３）
本実施形態の液晶表示装置は、黄色のカラーフィルタ（Ｙ絵素）の代わりに、カラーフィルタを備えない白色絵素を設けたこと以外は、実施形態２と同様の構成を有する。
【０１１４】
なお、観察側基板の内面には、白色画素にそれぞれ対応させて、この白色画素の液晶層厚を、前記赤、緑、青の３色の画素１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの液晶層厚と同程度に調整するための無色の透明膜が形成されている。
【０１１５】
以下に、本実施形態の液晶表示装置の制御方法について説明する。
図１５は、実施形態３の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
白色を最大階調で表示する時のバックライト強度と絵素の階調との関係は、図１５の左列の通りである。各色絵素は最大階調となる。次にバックライトの発光強度を変えずに赤色を最大階調で表示する場合を考える（図１５の中列参照）。この場合、絵素はＲのみ最大階調となり、その他の絵素は全て０階調に制御される。この時、表示は赤色表示となるが、この赤色輝度は白色表示の時と比べて暗くなる。この原因は、白色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光と白フィルタを透過した赤色の光とを合わせたものであるのに対し、赤色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光のみになることにある。この赤色輝度が低下する原因を取り除くために、バックライトの発光強度を上げるという制御を行う（図１５の右列参照）。仮に、白色表示時に白色フィルタから透過する赤色の光の量がＲフィルタから透過する赤色の光の量のα倍であると仮定すると、中列の赤色輝度は左列の赤色輝度の１／（１＋α）倍となる。したがって、白色を最大階調で表示する場合と赤色を最大階調で表示する場合とで赤色輝度を等しくするためには、バックライトの発光強度を（１＋α）倍すればよい。上記説明は全画面に同一階調を表示する場合についての説明であったが、実際に表示を行う場合、バックライトの発光強度は全ての画素に対して同一となる。このため制御手順は、
（１）全ての画素に対して最低限必要のバックライト強度を抽出し、その中から最も大きなバックライト強度を算出する。
（２）算出したバックライト強度に対して、各色絵素に入力する階調を算出する。
となる。
【０１１６】
前記のシステムを実現するためのシステムブロックは、実施形態２の図８で示したものと同様であり、入力信号から４色信号を生成する流れも同じである。バックライト強度決定のためのアルゴリズムが異なるので以下に説明する。
【０１１７】
図１６及び１７は、実施形態３における３色信号から４色信号への変換アルゴリズムを説明するための図である。
ＲＧＢ入力信号をＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’に変換するためのアルゴリズムを示す。ここで、赤色の光の白フィルタからの透過量が赤フィルタからの透過量のα倍であるとする。緑色の光の白フィルタからの透過量が緑フィルタからの透過量のβ倍であるとする。青色の光の白フィルタからの透過量が青フィルタからの透過量のγ倍であるとする。
【０１１８】
実施形態２の時と同様の理由で、Ｗ’＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とすると、（ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はＲ、Ｇ及びＢのうち最も大きい値をとるという関数であるとする。）
Ｒ＝Ｒ’×１／（１＋α）＋Ｗ’×α／（１＋α）
Ｇ＝Ｇ’×１／（１＋β）＋Ｗ’×β／（１＋β）
Ｂ＝Ｂ’×１／（１＋γ）＋Ｗ’×γ／（１＋γ）
であるので、
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
となる。
【０１１９】
ここで、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’全ての数が０以上でなければならないが、入力信号の値によっては負の数を取ることがある。この場合は、Ｗ’を含めて値を変更する必要がある。Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’全ての数が０以上である場合は、図１６の左列に示す通りである。
【０１２０】
Ｉ）上式がＲ’＜０、Ｇ’＞０、Ｂ’＞０となる時
Ｒ’＝０として、Ｇ’、Ｂ’、Ｗ’を再計算する。
Ｗ’＝（１＋α）／α×Ｒ
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋α）／α×Ｒ
【０１２１】
ＩＩ）上式がＲ’＞０、Ｇ’＜０、Ｂ’＞０となる時
Ｇ’＝０
Ｗ’＝（１＋β）／β×Ｇ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇ
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋β）／β×Ｇ
【０１２２】
ＩＩＩ）上式がＲ’＞０、Ｇ’＞０、Ｂ’＜０となる時（図１６の右列参照）
Ｂ’＝０
Ｗ’＝（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋γ）／γ×Ｂ
【０１２３】
ＩＶ）上式がＲ’＜０、Ｇ’＜０、Ｂ’＞０となる時
Ｒ’＝０もしくはＧ’＝０として計算を行うが、これはＲとＧの大小関係により異なる。
Ｉ）でＧ’＞０であればＩ）の式を、ＩＩ）でＲ’＞０であればＩＩ）の式を用いることができるが、その境界は
（１＋β）／β×Ｇ＝（１＋α）／α×Ｒ
である。
（１＋β）／β×Ｇ＜（１＋α）／α×Ｒの時、Ｉ）でＧ’＜０となるためＩＩ）を
（１＋β）／β×Ｇ＞（１＋α）／α×の時、ＩＩ）でＲ’＜０となるためＩ）を
用いる。
【０１２４】
Ｖ）上式がＲ’＞０、Ｇ’＜０、Ｂ’＜０となる時（図１７参照）
（１＋γ）／γ×Ｂ＜（１＋β）／β×Ｇの時、ＩＩ）でＢ’＜０となるためＩＩＩ）を
（１＋γ）／γ×Ｂ＞（１＋β）／β×Ｇの時、ＩＩＩ）でＧ’＜０となるためＩＩ）を
用いる。
【０１２５】
ＶＩ）上式がＲ’＜０、Ｇ’＞０、Ｂ’＜０となる時
（１＋α）／α×Ｒ＜（１＋γ）／γ×Ｂの時、ＩＩＩ）でＲ’＜０となるためＩ）を
（１＋α）／α×Ｒ＞（１＋γ）／γ×Ｂの時、Ｉ）でＢ’＜０となるためＩＩＩ）を
用いる。
【０１２６】
以上より、ＲＧＢからＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’への変換は
（１）Ｒ＞α／（１＋α）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
Ｇ＞β／（１＋β）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
Ｂ＞γ／（１＋γ）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の時、
Ｗ’＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
（２）Ｒ＜α／（１＋α）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋β）／β×Ｇ＞（１＋α）／α×Ｒかつ
（１＋α）／α×Ｒ＜（１＋γ）／γ×Ｂの時、
Ｗ’＝（１＋α）／α×Ｒ
Ｒ’＝０
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋α）／α×Ｒ
（３）Ｇ＜β／（１＋β）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋β）／β×Ｇ＜（１＋α）／α×Ｒかつ
（１＋γ）／γ×Ｂ＞（１＋β）／β×Ｇの時、
Ｗ’＝（１＋β）／β×Ｇ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇ
Ｇ’＝０
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋β）／β×Ｇ
（４）Ｂ＜γ／（１＋γ）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋α）／α×Ｒ＞（１＋γ）／γ×Ｂかつ
（１＋γ）／γ×Ｂ＜（１＋β）／β×Ｇの時、
Ｂ’＝０
Ｗ’＝（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋γ）／γ×Ｂ
のいずれかとなる。
【０１２７】
次に、バックライト強度の決定アルゴリズムを示す。
図１８は、実施形態３におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。
手順としては、まず、画素ごとに必要なバックライト強度を求め、そして、その最大値を表示に必要なバックライト強度に設定する。画素ごとに必要なバックライト強度ｗの求め方を示す。ｗは入力信号ＲＧＢの値が全て１で、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’が１と変換された時に１という強度値を取る。
【０１２８】
実施形態２と同様に求めることができ、上述のように、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’信号に変換された値のうち、最大値を取る可能性があるのは次の９つの値となる。
Ｒ、Ｇ、Ｂ
（１＋α）×Ｒ−｛α（１＋β）／β｝×Ｇ
（１＋β）×Ｇ−｛β（１＋α）／α｝×Ｒ
（１＋α）×Ｒ−｛α（１＋γ）／γ｝×Ｂ
（１＋γ）×Ｂ−｛γ（１＋α）／α｝×Ｒ
（１＋γ）×Ｂ−｛γ（１＋β）／β｝×Ｇ
（１＋β）×Ｇ−｛β（１＋γ）／γ｝×Ｂ
このため、ある入力信号ＲＧＢの組み合わせの画素に必要なバックライト強度は上の９つの値の最大値となる。
【０１２９】
バックライトの強度が必要以上に大きくても、液晶で光の透過量を絞ることができるため、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は、全ての入力信号ＲＧＢの組み合わせに対して求めた上述した９つの値の最大値の中の、最大値となる。
【０１３０】
このように、本実施形態では、画素ごとに必要最低限のバックライト強度を決定する。（図１８の上から３段目参照）そして、入力信号ＲＧＢをここで求めた必要なバックライト強度ｗで除算する。（図１８の上から４段目参照）そして、その除算した入力信号ＲＧＢに対して４色信号への変換を行う。（図１８の上から５段目参照）したがって、入力信号をそのまま４色に変換すると出力階調が最大階調以上になる場合であっても（図１８の上から２段目参照）、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値は全て１以下の数となる。以上より、バックライト強度の制御によりＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値が１以下に、３色から４色への変換時の場合分けによりＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値が０以上になる。
【０１３１】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。
【０１３２】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路においては、図１１で示した実施形態２と同様の処理を行う。
【０１３３】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路は、図１２で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。ただし、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌは、上述の計算のように、９つの輝度Ｒ、Ｇ、Ｂ、（１＋α）×Ｒ−｛α（１＋β）／β｝×Ｇ、（１＋β）×Ｇ−｛β（１＋α）／α｝×Ｒ、（１＋α）×Ｒ−｛α（１＋γ）／γ｝×Ｂ、（１＋γ）×Ｂ−｛γ（１＋α）／α｝×Ｒ、（１＋γ）×Ｂ−｛γ（１＋β）／β｝×Ｇ、（１＋β）×Ｇ−｛β（１＋γ）／γ｝×Ｂの内のいずれかとなる。
【０１３４】
図１９に、実施形態３の色変換回路における処理の流れを示す。本実施形態の色変換回路では、１フレーム毎に以下の処理を行う。
まず、バックライト強度決定回路から、階調データからなるＲＧＢの画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が入力される（Ｓ１）。
【０１３５】
次に、画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２に逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３に変換する（Ｓ２）。
【０１３６】
次に、画素ごとに３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３から４色の画像信号へ変換する変換式を決定する（Ｓ３）。
【０１３７】
次に、決定された変換式により、画素ごとに３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を４色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｗ４へ変換する（Ｓ４）。
【０１３８】
そして、画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｗ４にガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ、Ｗｏｕｔを出力する（Ｓ５）。
【０１３９】
図２０に、実施形態３の色変換回路のブロック図を示す。
図２０に示すように、本実施形態の色変換回路は、逆ガンマ変換回路３１５と、入力信号判別回路３１６と、色変換計算回路３１７と、ガンマ変換回路３１８とを備える。
【０１４０】
逆ガンマ変換回路３１５は、画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２に逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を生成する。
【０１４１】
入力信号判別回路３１６は、逆ガンマ変換回路３１５から出力された３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３に基づき、上述の計算のように、４色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｗ４に変換するためのアルゴリズムを決定する。すなわち、
Ｒ４＝（１＋α）×Ｒ３−α×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）
Ｇ４＝（１＋β）×Ｇ３−β×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）
Ｂ４＝（１＋γ）×Ｂ３−γ×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）
の式からＲ４、Ｇ４、Ｂ４を算出する。そして、下記（１）〜（４）のいずれの場合であるかを計算する。そして、下記変換式のいずれを用いるかを示す制御信号Ｄを色変換計算回路３１７に出力する。
【０１４２】
（１）Ｒ４＞０、Ｇ４＞０、Ｂ４＞０の場合
色変換計算回路へ次の式で計算するよう制御信号Ｄが出力される。
Ｗ４＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｒ４＝（１＋α）×Ｒ３−α×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）
Ｇ４＝（１＋β）×Ｇ３−β×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）
Ｂ４＝（１＋γ）×Ｂ３−γ×ＭＡＸ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）
【０１４３】
（２）Ｒ４＜０、（１＋β）／β×Ｇ３＞（１＋α）／α×Ｒ３、（１＋α）／α×Ｒ３＜（１＋γ）／γ×Ｂ３の場合
色変換計算回路へ次の式で計算するよう制御信号Ｄが出力される。
Ｗ４＝（１＋α）／α×Ｒ３
Ｒ４＝０
Ｇ４＝（１＋β）×Ｇ３−β×（１＋α）／α×Ｒ３
Ｂ４＝（１＋γ）×Ｂ３−γ×（１＋α）／α×Ｒ３
【０１４４】
（３）Ｇ４＜０、（１＋β）／β×Ｇ４＜（１＋α）／α×Ｒ４、（１＋γ）／γ×Ｂ４＞（１＋β）／β×Ｇ４の場合
色変換計算回路へ次の式で計算するよう制御信号Ｄが出力される。
Ｗ４＝（１＋β）／β×Ｇ３
Ｒ４＝（１＋α）×Ｒ３−α×（１＋β）／β×Ｇ３
Ｇ４＝０
Ｂ４＝（１＋γ）×Ｂ３−γ×（１＋β）／β×Ｇ３
【０１４５】
（４）Ｂ４＜０、（１＋α）／α×Ｒ３＞（１＋γ）／γ×Ｂ３、（１＋γ）／γ×Ｂ３＜（１＋β）／β×Ｇ３の場合
色変換計算回路へ次の式で計算するよう制御信号Ｄが出力される。
Ｗ４＝（１＋γ）／γ×Ｂ３
Ｒ４＝（１＋α）×Ｒ３−α×（１＋γ）／γ×Ｂ３
Ｇ４＝（１＋β）×Ｇ３−β×（１＋γ）／γ×Ｂ３
Ｂ４＝０
【０１４６】
色変換計算回路３１７は、入力信号判別回路３１６から出力された制御信号Ｄにより決定された上記いずれかの変換式により、３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を４色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｗ４へ変換する。
【０１４７】
ガンマ変換回路３１８は、色変換計算回路３１７から出力された画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｗ４にガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ、Ｗｏｕｔを生成するとともに、ソースドライバに出力する。
【０１４８】
以上、本実施形態では、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくすることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０１４９】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０１５０】
（実施形態４）
本実施形態の液晶表示装置は、白色バックライトユニットの代わりに、ＲＧＢの発光強度を独立で変化させることのできるＲＧＢバックライトユニットを備えること以外は、実施形態２と同様の構成を有する。
【０１５１】
バックライト光源はＲＧＢ３種類のＬＥＤでもよいが、ＲＧＢそれぞれを独立で発光強度調整できるユニットであればどのような光源を用いてもよい。
【０１５２】
ここでは黄色のカラーフィルタ（Ｙ絵素）を加えたものを説明するが、シアンのカラーフィルタ（Ｃ絵素）を加えた場合はＲをＢに、マゼンタのカラーフィルタ（Ｍ絵素）を加えた場合はＧをＢに置き換えることにより、同様の説明を行うことができる。
【０１５３】
以下に、本実施形態の液晶表示装置の制御方法について説明する。
図２１は、実施形態４の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
白色を最大階調で表示する時のバックライト強度と絵素の階調との関係は、図２１の左列の通りである。各色絵素を最大階調とすることで、光の利用効率を最大にする。次にバックライトの発光強度を変えずに赤色を最大階調で表示する場合を考える（図２１の中列参照）。この場合、絵素はＲのみ最大階調となり、その他の絵素は全て０階調に制御される。この時、表示は赤色表示となるが、この赤色輝度は白色表示の時と比べて暗くなる。この原因は、白色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光と黄フィルタを透過した赤色の光とを合わせたものであるのに対し、赤色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光のみになることにある。この赤色輝度が低下する原因を取り除くために、赤色光源のみ発光強度を上げるという制御を行う（図２１の右列参照）。仮に、白色表示時に黄色フィルタから透過する赤色の光の量がＲフィルタから透過する赤色の光の量のα倍であると仮定すると、中列の赤色輝度は左列の赤色輝度の１／（１＋α）倍となる。したがって、白色を最大階調で表示する場合と赤色を最大階調で表示する場合とで赤色輝度を等しくするためには、赤色光源の発光強度を（１＋α）倍すればよい。上記説明は全画面に同一階調を表示する場合についての説明であったが、実際に表示を行う場合、バックライトの発光強度は全ての画素に対して同一となる。このため制御手順は、
（１）全ての画素に対して最低限必要のバックライト強度をＲＧＢそれぞれについて抽出し、そのうち最も大きなバックライト強度をＲＧＢそれぞれについて算出する。
（２）算出したバックライト強度に対して、各色絵素に入力する階調を算出する。
となる。
【０１５４】
前記のシステムを実現するためのシステムブロックは、実施形態２の図８で示したものと同様であり、入力信号から４色信号を生成する流れも同じである。
【０１５５】
また、色変換回路に入力されるＲＧＢ入力信号をＲ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’信号に変換するためのアルゴリズムも実施形態２の場合と同じである。
【０１５６】
以下に、本実施形態におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを示す。
図２２は、実施形態４におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。バックライト強度はｒ、ｇ、ｂで示す。
【０１５７】
色変換回路に入力される前に元の入力信号がバックライト強度で割られたものに変換される。このため、元の入力信号ＲＧＢに対して、４色に変換された信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’は次の関係が成立する。
【０１５８】
常にＢ’＝Ｂ／ｂ・・・（ａ）
【０１５９】
（１）Ｇ／ｇ＜（１＋α）／α×Ｒ／ｒかつＲ／ｒ＜（１＋β）／β×Ｇ／ｇのとき
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ）・・・（ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ）・・・（ｃ）
Ｙ’＝ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ）・・・（ｄ）
【０１６０】
（２）Ｇ／ｇ＞（１＋α）／α×Ｒ／ｒのとき
Ｒ’＝０
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ／ｒ・・・（ｅ）
Ｙ’＝（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｆ）
【０１６１】
（３）Ｒ／ｒ＞（１＋β）／β×Ｇ／ｇのとき
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−｛α×（１＋β）／β｝×Ｇ／ｇ・・・（ｇ）
Ｇ’＝０
Ｙ’＝（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｈ）
【０１６２】
Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’全ての値が０以上１以下でなければならない。３色から４色への変換において負の数を取らない制限がかかっているため、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’の全てが１以下になるという条件を満たすようにｒｇｂを設定すればよい。
【０１６３】
まず、（ａ）と（ｄ）より、ｒ≧Ｒ、ｇ≧Ｇ、ｂ≧Ｂである必要がある。これを満たしていれば（ｂ）（ｃ）は条件を満たす。
【０１６４】
次に（２）、（３）の場合に必要なｒｇの値について考える。（ｅ）より、ｒの値が大きければ大きいほどＧ’の値が大きくなるため、必要なｇの値は大きくなる。同様に、（ｇ）よりｇの値が大きければ大きいほど必要なｒの値は大きくなる。このため、１画素内のみでｒとｇの必要な値を考慮しても、不足が発生する可能性がある。このため、（ｅ）においてｒの取りうる最も大きな値を仮定することにより、その画素で必要とされるｇの値を、（ｇ）においてｇの取りうる最も大きな値を仮定することにより、その画素で必要とされるｒの値を求める。ｇの取りうる最も大きな値は、
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ／ｒ≦（１＋β）／ｇ≦１
であることより、Ｒ＝０、Ｇ＝１の時で１＋βとなる。同様に（ｇ）を用いて、ｒの取りうる最も大きな値は１＋αとなる。
（ｅ）にｒ＝１＋αを代入し、当該画素が必要とするｇの値を求めると、
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ／（１＋α）≦１より、ｇ＝α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）
となる。同様に、（ｇ）にｇ＝１＋βを代入すると、ｒ＝β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）となる。
【０１６５】
したがって、ある画素の入力信号がＲＧＢであった時、その画素に対して最低限必要なバックライト強度は
ｒ：Ｒとβ×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）のうち大きいほうの値
ｇ：Ｇとα×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）のうち大きいほうの値
ｂ：Ｂ
となる。
【０１６６】
画素ごとに上記値を求め、全ての入力信号に対してｒｇｂそれぞれの最大値を求めることにより、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は求められる。
【０１６７】
このように、本実施形態では、画素ごとに必要最低限のバックライト強度ｒｇｂを決定する。（図２２の上から３段目参照）そして、入力信号ＲＧＢをここで求めた必要なバックライト強度ｒｇｂで除算する。（図２２の上から４段目参照）そして、その除算した入力信号ＲＧＢに対して４色信号への変換を行う。（図２２の上から５段目参照）したがって、入力信号をそのまま４色に変換すると出力階調が最大階調以上になる場合であっても（図２２の上から２段目参照）、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’の値は全て０以上１以下の数となる。
【０１６８】
なお、図２２ではある画素内での必要なバックライト強度を、最大透過量を超えたものに対してあげることしかしていない。（２）の場合について説明すると、これは、他の画素で必要なｇの強度が１である場合を仮定した変更である。仮に、他の画素の影響を考慮してもｇの強度を下げることができるならば、入力信号／ＢＬ強度のＧの値は上昇することになり、他の画素でさらにｇの強度を上げる必要があるならば、入力信号／ＢＬ強度のＧの値は下降することになる。
【０１６９】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。
【０１７０】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路においては、図１１で示した実施形態２と同様の処理を行う。ただし、Ｓ３では、ＲＧＢそれぞれの色の光源について、必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を求める。また、Ｓ４では、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中からＲ光源の最大輝度ＬＲを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中からＧ光源の最大輝度ＬＧを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中からＢ光源の最大輝度ＬＢを１つ求める。更に、Ｓ５では、画像信号Ｒ１を画素ごとに最大輝度ＬＲで除算することで画像信号Ｒ１／ＬＲを算出し、画像信号Ｇ１を画素ごとに最大輝度ＬＧで除算することで画像信号Ｇ１／ＬＧを算出し、画像信号Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＢで除算することで画像信号Ｂ１／ＬＢを算出する。そして、Ｓ６では、画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を出力するとともに、バックライトを制御するデータとして光量ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを出力する。
【０１７１】
図２３に、実施形態４のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
図２３に示すように、実施形態４のバックライト強度決定回路は、逆ガンマ変換回路４０８と、輝度信号保持回路４０９と、バックライト光量計算回路４１０と、最大値判別回路４１１と、除算回路４１２と、バックライト強度保持回路４１３と、ガンマ変換回路４１４とを備える。
【０１７２】
逆ガンマ変換回路４０８は、画像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を生成する。そして、画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、輝度信号保持回路４０９に出力され、一定期間（例えば、１フレーム間）、保存される。
【０１７３】
バックライト光量計算回路４１０は、輝度信号保持回路４０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に基づき、上述のように、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を算出する。上述の計算のように、バックライト光量Ｌ（Ｒ）は、Ｒとβ×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）のうち大きいほうの値となり、バックライト光量Ｌ（Ｇ）は、Ｇとα×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）のうち大きいほうの値となり、バックライト光量Ｌ（Ｂ）は、Ｂとなる。
【０１７４】
最大値判別回路４１１は、バックライト光量計算回路４１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中から最も大きな輝度ＬＲを１つ決定し、また、バックライト光量計算回路４１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中から最も大きな輝度ＬＧを１つ決定し、更に、バックライト光量計算回路４１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中から最も大きな輝度ＬＢを１つ決定する。
【０１７５】
バックライト強度保持回路４１３は、最大値判別回路４１１から出力された最大輝度ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを一定期間（例えば、１フレーム間）、保存するとともに、最大輝度ＬＲ、ＬＧ、ＬＢをバックライト駆動回路に出力する。
【０１７６】
除算回路４１２は、輝度信号保持回路４０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＲ、ＬＧ、ＬＢで除算し、画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢを算出する。
【０１７７】
ガンマ変換回路４１４は、除算回路４１２から出力された画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を生成するとともに、色変換回路に出力する。
【０１７８】
また、本実施形態の色変換回路においては、図１３で示した実施形態２と同様の処理を行う。
【０１７９】
更に、本実施形態の色変換回路は、図１４で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。また、本実施形態の色変換回路が行う処理も実施形態２の場合と同じである。
【０１８０】
以上、本実施形態では、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくすることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０１８１】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０１８２】
（実施形態５）
本実施形態の液晶表示装置は、白色バックライトユニットの代わりに、ＲＧＢの発光強度を変化させることのできるＲＧＢバックライトユニットを備えること以外は、実施形態３と同様の構成を有する。
【０１８３】
バックライト光源はＲＧＢ３種類のＬＥＤでもよいが、ＲＧＢそれぞれを独立で発光強度調整できるユニットであればどのような光源を用いてもよい。
【０１８４】
ここでは白色のカラーフィルタを加えたものを説明する。
【０１８５】
以下に、本実施形態の液晶表示装置の制御方法について説明する。
図２４は、実施形態５の液晶表示装置の駆動方法を説明するための図である。
白色を最大階調で表示する時のバックライト強度と絵素の階調との関係は、図２４の左列の通りである。各色絵素を最大階調とすることで、光の利用効率を最大にする。次にバックライトの発光強度を変えずに赤色を最大階調で表示する場合を考える（図２４の中列参照）。この場合、絵素はＲのみ最大階調となり、その他の絵素は全て０階調に制御される。この時、表示は赤色表示となるが、この赤色輝度は白色表示の時と比べて暗くなる。この原因は、白色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光と白フィルタを透過した赤色の光とを合わせたものであるのに対し、赤色表示時の赤色輝度はＲフィルタを透過した赤色の光のみになることにある。この赤色輝度が低下する原因を取り除くために、赤色光源のみ発光強度を上げるという制御を行う（図２４の右列参照）。仮に、白色表示時に白色フィルタから透過する赤色の光の量がＲフィルタから透過する赤色の光の量のα倍であると仮定すると、中列の赤色輝度は左列の赤色輝度の１／（１＋α）倍となる。したがって、白色を最大階調で表示する場合と赤色を最大階調で表示する場合とで赤色輝度を等しくするためには、赤色光源の強度を（１＋α）倍すればよい。上記説明では全面同一階調で表示する場合についての説明であったが、実際に表示を行う場合、バックライトの照射強度は全ての画素に対して同一となる。このため制御手順は、
（１）全ての画素に対して最低限必要のバックライト強度をＲＧＢそれぞれについて抽出し、そのうち最も大きなバックライト強度をＲＧＢそれぞれについて算出する。
（２）算出したバックライト強度に対して、各色絵素に入力する階調を算出する。
となる。
【０１８６】
前記のシステムを実現するためのシステムブロックは、実施形態２の図８で示したものと同様であり、入力信号から４色信号を生成する流れも同じである。
【０１８７】
また、色変換回路に入力されるＲＧＢ入力信号をＲ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’信号に変換するためのアルゴリズムは実施形態３の場合と同じである。
すなわち、ＲＧＢからＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’への変換は
（１）Ｒ＞α／（１＋α）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
Ｇ＞β／（１＋β）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
Ｂ＞γ／（１＋γ）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の時、
Ｗ’＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
（２）Ｒ＜α／（１＋α）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋β）／β×Ｇ＞（１＋α）／α×Ｒかつ
（１＋α）／α×Ｒ＜（１＋γ）／γ×Ｂの時、
Ｗ’＝（１＋α）／α×Ｒ
Ｒ’＝０
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋α）／α×Ｒ
（３）Ｇ＜β／（１＋β）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋β）／β×Ｇ＜（１＋α）／α×Ｒかつ
（１＋γ）／γ×Ｂ＞（１＋β）／β×Ｇの時、
Ｗ’＝（１＋β）／β×Ｇ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇ
Ｇ’＝０
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋β）／β×Ｇ
（４）Ｂ＜γ／（１＋γ）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋α）／α×Ｒ＞（１＋γ）／γ×Ｂかつ
（１＋γ）／γ×Ｂ＜（１＋β）／β×Ｇの時、
Ｂ’＝０
Ｗ’＝（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋γ）／γ×Ｂ
のいずれかとなる。
【０１８８】
以下に、本実施形態におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを示す。
図２５は、実施形態５におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。バックライト強度はｒ、ｇ、ｂで示す。
【０１８９】
色変換回路に入力される前に元の入力信号がバックライト強度で割られたものに変換される。このため、元の入力信号ＲＧＢに対して、４色に変換された信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’は次の関係が成立する。
【０１９０】
（１）
Ｗ’＝ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ａ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ｃ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ／ｂ−γ×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ｄ）
【０１９１】
（２）（１）でＲ’＜０であり、かつＲ’＝０とすることで、Ｇ’≧０、Ｂ’≧０とできる場合
Ｗ’＝（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｅ）
Ｒ’＝０
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｆ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ／ｂ−γ×（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｇ）
【０１９２】
（３）（１）でＧ’＜０であり、かつＧ’＝０とすることで、Ｒ’≧０、Ｂ’≧０とできる場合
Ｗ’＝（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｈ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｉ）
Ｇ’＝０
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ／ｂ−γ×（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｊ）
【０１９３】
（４）（１）でＢ’＜０であり、かつＢ’＝０とすることで、Ｇ’≧０、Ｒ’≧０とできる場合
Ｗ’＝（１＋γ）／γ×Ｂ／ｂ・・・（ｋ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×（１＋γ）／γ×Ｂ／ｂ・・・（ｌ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×（１＋γ）／γ×Ｂ／ｂ・・・（ｍ）
Ｂ’＝０
【０１９４】
Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’全ての値が０以上１以下でなければならない。３色から４色への変換において負の数を取らない制限がかかっているため、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の全てが１以下になるという条件を満たすようにｒｇｂを設定すればよい。
【０１９５】
まず、（ａ）より、ｒ≧Ｒ、ｇ≧Ｇ、ｂ≧Ｂである必要がある。これを満たしていれば（ｂ）（ｃ）（ｄ）は条件を満たす。
【０１９６】
実施形態４と同様に考えると、（２）で他の入力信号がどのようなものであってもＧ’≦１が成立するためのｇの値を求めるには、ｒが取る可能性のある最大値ｒ＝（１＋α）を入力した場合を想定すればよく、その時のｇの値は（ｆ）にｒ＝（１＋α）を代入し、Ｇ’＝１と解けばよいので、
ｇ＝α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）
となる。
【０１９７】
同様に（ｇ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｌ）、（ｍ）より、
ｂ＝α×（１＋γ）×Ｂ／（α＋γ×Ｒ）
ｒ＝β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）
ｂ＝β×（１＋γ）×Ｂ／（β＋γ×Ｇ）
ｒ＝γ×（１＋α）×Ｒ／（γ＋α×Ｂ）
ｇ＝γ×（１＋β）×Ｇ／（γ＋β×Ｂ）
となる。（ｅ）式は、（２）の条件分岐に入る場合に用いる条件（ｂ）式のＲ’＜０を満たしている場合である。よって、
（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）＜０
（ａ）より、ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）≦１であるため、
（１＋α）×Ｒ／ｒ＜α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）≦α
（１＋α）／α×Ｒ／ｒ＜１
となるため、（ｅ）式を用いる場合は常に条件を満たす。同様に、（ｈ）、（ｋ）も常に条件を満たす。
【０１９８】
以上より、ある入力信号ＲＧＢに対して必要なバックライトの強度ｒｇｂは、
ｒ：Ｒ、｛β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）｝、｛γ×（１＋α）×Ｒ／（γ＋α×Ｂ）｝のうち最大値
ｇ：Ｇ、｛α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）｝、｛γ×（１＋β）×Ｇ／（γ＋β×Ｂ）｝のうち最大値
ｂ：Ｂ、｛α×（１＋γ）×Ｂ／（α＋γ×Ｒ）｝、｛β×（１＋γ）×Ｂ／（β＋γ×Ｇ）｝のうち最大値
となる。
【０１９９】
画素ごとに上記値を求め、全ての入力信号に対してｒｇｂそれぞれの最大値を求めることにより、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は求められる。
【０２００】
このように、本実施形態では、画素ごとに必要最低限のバックライト強度ｒｇｂを決定する。（図２５の上から３段目参照）そして、入力信号ＲＧＢをここで求めた必要なバックライト強度ｒｇｂで除算する。（図２５の上から４段目参照）そして、その除算した入力信号ＲＧＢに対して４色信号への変換を行う。（図２５の上から５段目参照）したがって、入力信号をそのまま４色に変換すると出力階調が最大階調以上になる場合であっても（図２５の上から２段目参照）、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値は全て１以下の数となる。以上より、バックライト強度の制御によりＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値が１以下に、３色から４色への変換時の場合分けによりＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値が０以上になる。
【０２０１】
なお、図２５ではある画素内での必要なバックライト強度を、最大透過量を超えたものに対して上げることしかしていない。（３）の場合について説明すると、これは、他の画素で必要なｇ、ｂの強度が１である場合を仮定した変更である。仮に、他の画素の影響を考慮してもｇ、ｂの強度を下げることができるならば、入力信号／ＢＬ強度のＧ、Ｂの値は上昇することになり、他の画素でさらにｇ、ｂの強度を上げる必要があるならば、入力信号／ＢＬ強度のＧ、Ｂの値は下降することになる。
【０２０２】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。
【０２０３】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路においては、図１１で示した実施形態２と同様の処理を行う。ただし、Ｓ３では、ＲＧＢそれぞれの色の光源について、必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を求める。また、Ｓ４では、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中からＲ光源の最大輝度ＬＲを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中からＧ光源の最大輝度ＬＧを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中からＢ光源の最大輝度ＬＢを１つ求める。更に、Ｓ５では、画像信号Ｒ１を画素ごとに最大輝度ＬＲで除算することで画像信号Ｒ１／ＬＲを算出し、画像信号Ｇ１を画素ごとに最大輝度ＬＧで除算することで画像信号Ｇ１／ＬＧを算出し、画像信号Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＢで除算することで画像信号Ｂ１／ＬＢを算出する。そして、Ｓ６では、画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を出力するとともに、バックライトを制御するデータとして光量ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを出力する。
【０２０４】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路は、図２３で示した実施形態４と同様のブロック構成を有する。ただし、上述の計算のように、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）は、Ｒ、｛β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）｝、｛γ×（１＋α）×Ｒ／（γ＋α×Ｂ）｝のうちの最大値となり、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｇ）は、Ｇ、｛α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）｝、｛γ×（１＋β）×Ｇ／（γ＋β×Ｂ）｝のうちの最大値となり、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｂ）は、Ｂ、｛α×（１＋γ）×Ｂ／（α＋γ×Ｒ）｝、｛β×（１＋γ）×Ｂ／（β＋γ×Ｇ）｝のうちの最大値となる。
【０２０５】
また、本実施形態の色変換回路においては、図１９で示した実施形態３と同様の処理を行う。
【０２０６】
更に、本実施形態の色変換回路は、図２０で示した実施形態３と同様のブロック構成を有する。また、本実施形態の色変換回路が行う処理も実施形態３の場合と同じである。
【０２０７】
以上、本実施形態では、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくすることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０２０８】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０２０９】
（実施形態６）
本実施形態の液晶表示装置は、実施形態４と同様の構成を有する。すなわち、ＲＧＢの発光強度を独立で変化させることのできるＲＧＢバックライトユニットを備える。
【０２１０】
バックライト光源はＲＧＢ３種類のＬＥＤでもよいが、ＲＧＢそれぞれを独立で発光強度調整できるユニットであればどのような光源を用いてもよい。
【０２１１】
ここでは黄色のカラーフィルタ（Ｙ絵素）を加えたものを説明するが、シアンのカラーフィルタ（Ｃ絵素）を加えた場合はＲをＢに、マゼンタのカラーフィルタ（Ｍ絵素）を加えた場合はＧをＢに置き換えることにより、同様の説明を行うことができる。
【０２１２】
以下に、本実施形態の液晶表示装置の制御方法について説明する。
実施形態４でバックライト強度を決定する時、ｒの強度を決めるためにｇの強度が最大である場合を仮定し、ｇの強度を決めるためにｒの強度が最大である場合を仮定した。しかし、ｒの強度が最大になる場合はＲ絵素が最大階調、かつＧ絵素が最小階調という画素が存在する場合のみであり、非常に限定された条件である。同様にｇの強度が最大になる場合はＧ絵素が最大階調、かつＲ絵素が最小階調という画素が存在する場合のみであり、こちらも非常に限定された条件である。このため、実施形態４で求めたバックライト強度は、通常、必要最低限のバックライト強度よりも高い強度である。本実施形態では、ｇのバックライト強度を求めるために実施形態４で求めたバックライト強度ｒ１の値を用いて再計算し、ｒのバックライト強度を求めるために実施形態４で求めたバックライト強度ｇ１の値を用いて再計算をするという方法を提案する。これより、バックライトの発光強度を実施形態４に比べてより小さく設定できるので、更なる低消費電力化が可能である。
【０２１３】
前記のシステムを実現するためのシステムブロック図が図２６の通りになる。
まず、図２６において、入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂは第１のバックライト強度決定部に入力され、出力はｒ１、ｇ１、ｂ１となる。ｒ１、ｇ１、ｂ１はそれぞれ実施形態４で求めたｒ、ｇ、ｂである。第２のバックライト強度決定部には、入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂと第１のバックライト強度決定部から出力されたｒ１、ｇ１、ｂ１が入力され、出力は、バックライト強度信号ｒ、ｇ、ｂがバックライト駆動回路へ、入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれｒ、ｇ、ｂで割った信号が色変換回路へ出力される。色変換回路に入力された信号はＲ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’信号に変換され、そして出力される。
【０２１４】
色変換回路に入力されるＲＧＢ信号をＲ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’信号に変換するためのアルゴリズムは、実施形態２、４と同じである。
【０２１５】
以下に、本実施形態におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを示す。
まず、第１のバックライト強度決定部のアルゴリズムを説明する。
図２７は、実施形態６におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを説明するための図である。バックライト強度はｒ、ｇ、ｂで示す。
【０２１６】
色変換回路に入力される前に元の入力信号がバックライト強度で割られたものに変換される。このため、元の入力信号ＲＧＢに対して、４色に変換された信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’は次の関係が成立する。
【０２１７】
常にＢ’＝Ｂ／ｂ・・・（ａ）
【０２１８】
（１）Ｇ／ｇ＜（１＋α）／α×Ｒ／ｒかつＲ／ｒ＜（１＋β）／β×Ｇ／ｇのとき
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ）・・・（ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ）・・・（ｃ）
Ｙ’＝ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ）・・・（ｄ）
【０２１９】
（２）Ｇ／ｇ＞（１＋α）／α×Ｒ／ｒのとき
Ｒ’＝０
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ／ｒ・・・（ｅ）
Ｙ’＝（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｆ）
【０２２０】
（３）Ｒ／ｒ＞（１＋β）／β×Ｇ／ｇのとき
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−｛α×（１＋β）／β｝×Ｇ／ｇ・・・（ｇ）
Ｇ’＝０
Ｙ’＝（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｈ）
【０２２１】
Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’全ての値が０以上１以下でなければならない。３色から４色への変換において負の数を取らない制限がかかっているため、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’の全てが１以下になるという条件を満たすようにｒｇｂを設定すればよい。
【０２２２】
まず、（ａ）と（ｄ）より、ｒ≧Ｒ、ｇ≧Ｇ、ｂ≧Ｂである必要がある。これを満たしていれば（ｂ）（ｃ）は条件を満たす。
【０２２３】
次に（２）、（３）の場合に必要なｒｇの値について考える。（ｅ）より、ｒの値が大きければ大きいほどＧ’の値が大きくなるため、必要なｇの値は大きくなる。同様に、（ｇ）よりｇの値が大きければ大きいほど必要なｒの値は大きくなる。このため、１画素内のみでｒとｇの必要な値を考慮しても、不足が発生する可能性がある。このため、（ｅ）においてｒの取りうる最も大きな値を仮定することにより、その画素で必要とされるｇの値を、（ｇ）においてｇの取りうる最も大きな値を仮定することにより、その画素で必要とされるｒの値を求める。ｇの取りうる最も大きな値は、
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ／ｒ≦（１＋β）／ｇ≦１
であることより、Ｒ＝０、Ｇ＝１の時で１＋βとなる。同様に（ｇ）を用いて、ｒの取りうる最も大きな値は１＋αとなる。
（ｅ）にｒ＝１＋αを代入し、当該画素が必要とするｇの値を求めると、
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−｛β×（１＋α）／α｝×Ｒ／（１＋α）≦１より、ｇ＝α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）・・・（ｉ）
となる。同様に、（ｇ）にｇ＝１＋βを代入すると、ｒ＝β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）・・・（ｊ）となる。
【０２２４】
したがって、ある画素の入力信号がＲＧＢであった時、その画素に対して最低限必要なバックライト強度は
ｒ：Ｒとβ×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）のうち大きいほうの値
ｇ：Ｇとα×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）のうち大きいほうの値
ｂ：Ｂ
となる。
【０２２５】
画素ごとに上記値を求め、全ての入力信号に対してｒｇｂそれぞれの最大値を求めることにより、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は求められる。ここで求めたバックライト強度はｒ１、ｇ１、ｂ１として出力される。
【０２２６】
次に、第２のバックライト強度決定部のアルゴリズムを示す。
ほぼ第１のバックライト決定部と同じアルゴリズムであるが、第１のバックライト強度決定部では（ｉ）を求める際にｒの最大強度をｒ＝１＋αとしたが、この値が第２のバックライト強度決定部では第１のバックライト強度決定部の出力値ｒ１を用いる。同様に、（ｊ）を求める際にｇ＝１＋βとしたところを第１のバックライト強度決定部の出力値ｇ１を用いる。よって（ｉ）のｇ、（ｊ）のｒはそれぞれ次のように変更される。
ｇ＝｛α×（１＋β）×ｒ１｝／｛（α×ｒ１＋β×（１＋α）Ｒ）｝×Ｇ
ｒ＝｛β×（１＋α）×ｇ１｝／｛（β×ｇ１＋α×（１＋β）Ｇ）｝×Ｒ
となる。
【０２２７】
したがって、ある画素の入力信号がＲＧＢだった時、その画素に対して最低限必要なバックライト強度は
ｒ：Ｒと｛β×（１＋α）×ｇ１｝／｛（β×ｇ１＋α×（１＋β）Ｇ）｝×Ｒのうち大きいほうの値
ｇ：Ｇと｛α×（１＋β）×ｒ１｝／｛（α×ｒ１＋β×（１＋α）Ｒ）｝×Ｇのうち大きいほうの値
ｂ：Ｂ
となる。
【０２２８】
画素ごとに上記値を求め、全ての入力信号に対してｒｇｂそれぞれの最大値を求めることにより、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は求められる。
【０２２９】
このように、画素ごとに必要最低限のバックライト強度ｒｇｂを決定する。（図２７の上から３段目参照）そして、入力信号ＲＧＢをここで求めた必要なバックライト強度ｒｇｂで除算する。（図２７の上から４段目参照）そして、その除算した入力信号ＲＧＢに対して４色信号への変換を行う。（図２７の上から５段目参照）したがって、入力信号をそのまま４色に変換すると出力階調が最大階調以上になる場合であっても（図２７の上から２段目参照）、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｙ’の値は全て０以上１以下の数となる。
【０２３０】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。
【０２３１】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路においては、図１１で示した実施形態２と同様の処理を行う。ただし、Ｓ３では、ＲＧＢそれぞれの色の光源について、必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を求める。また、Ｓ４では、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中からＲ光源の最大輝度ＬＲを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中からＧ光源の最大輝度ＬＧを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中からＢ光源の最大輝度ＬＢを１つ求める。また、Ｓ５では、画像信号Ｒ１を画素ごとに最大輝度ＬＲで除算することで画像信号Ｒ１／ＬＲを算出し、画像信号Ｇ１を画素ごとに最大輝度ＬＧで除算することで画像信号Ｇ１／ＬＧを算出し、画像信号Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＢで除算することで画像信号Ｂ１／ＬＢを算出する。更に、Ｓ６では、画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を出力するとともに、バックライトを制御するデータとして光量ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを出力する。そして、Ｓ３のステップを複数回行う。すなわち、Ｓ４で求めた最大輝度を用いて、必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を再計算する。
【０２３２】
図２８に、実施形態６のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
図２８に示すように、実施形態６のバックライト強度決定回路は、逆ガンマ変換回路６０８と、輝度信号保持回路６０９と、バックライト光量計算回路６１０、６１９と、最大値判別回路６１１、６２０と、除算回路６１２と、バックライト強度保持回路６１３と、ガンマ変換回路６１４とを備える。
【０２３３】
逆ガンマ変換回路６０８は、画像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を生成する。そして、画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、輝度信号保持回路６０９に出力され、一定期間（例えば、１フレーム間）、保存される。
【０２３４】
バックライト光量計算回路６１０は、輝度信号保持回路６０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に基づき、上述のように、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を算出する。上述の計算のように、バックライト光量Ｌ（Ｒ）は、Ｒとβ×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）のうち大きいほうの値となり、バックライト光量Ｌ（Ｇ）は、Ｇとα×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）のうち大きいほうの値となり、バックライト光量Ｌ（Ｂ）は、Ｂとなる。
【０２３５】
最大値判別回路６１１は、バックライト光量計算回路６１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中から最も大きな輝度ＬＲ’（仮定の最大輝度値）を１つ決定し、また、バックライト光量計算回路６１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中から最も大きな輝度ＬＧ’（仮定の最大輝度値）を１つ決定し、更に、バックライト光量計算回路６１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中から最も大きな輝度ＬＢ’（仮定の最大輝度値）を１つ決定する。
【０２３６】
バックライト光量計算回路６１９は、輝度信号保持回路６０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１と、最大値判別回路６１１から出力された輝度ＬＲ’、ＬＧ’、ＬＢ’とに基づき、上述のように、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ２（Ｒ）、Ｌ２（Ｇ）、Ｌ２（Ｂ）を算出する。上述の計算のように、バックライト光量Ｌ２（Ｒ）は、Ｒと｛β×（１＋α）×ｇ１｝／｛（β×ｇ１＋α×（１＋β）Ｇ）｝×Ｒのうち大きいほうの値となり、バックライト光量Ｌ２（Ｇ）は、Ｇと｛α×（１＋β）×ｒ１｝／｛（α×ｒ１＋β×（１＋α）Ｒ）｝×Ｇのうち大きいほうの値となり、バックライト光量Ｌ２（Ｂ）は、Ｂとなる。
【０２３７】
最大値判別回路６２０は、バックライト光量計算回路６１９から出力された各画素のバックライト光量Ｌ２（Ｒ）の中から最も大きな輝度ＬＲを１つ決定し、また、バックライト光量計算回路６１９から出力された各画素のバックライト光量Ｌ２（Ｇ）の中から最も大きな輝度ＬＧを１つ決定し、更に、バックライト光量計算回路６１９から出力された各画素のバックライト光量Ｌ２（Ｂ）の中から最も大きな輝度ＬＢを１つ決定する。
【０２３８】
バックライト強度保持回路６１３は、最大値判別回路６２０から出力された最大輝度ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを一定期間（例えば、１フレーム間）、保存するとともに、最大輝度ＬＲ、ＬＧ、ＬＢをバックライト駆動回路に出力する。
【０２３９】
除算回路６１２は、輝度信号保持回路６０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＲ、ＬＧ、ＬＢで除算し、画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢを算出する。
【０２４０】
ガンマ変換回路６１４は、除算回路６１２から出力された画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を生成するとともに、色変換回路に出力する。
【０２４１】
また、本実施形態の色変換回路においては、図１３で示した実施形態２と同様の処理を行う。
【０２４２】
更に、本実施形態の色変換回路は、図１４で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。また、本実施形態の色変換回路が行う処理も実施形態２の場合と同じである。
【０２４３】
以上、本実施形態では、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくすることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０２４４】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０２４５】
更に、一度算出したバックライト強度を基に、バックライト強度の再計算を行っているので、更なる低消費電力化が可能である。
【０２４６】
なお、バックライト強度の計算回数は２回に特に限定されず、３回以上であってもよい。
【０２４７】
また、最大値判別回路の数はバックライト光量計算回路の数と必ずしも同じである必要はなく、バックライト光量計算回路の数よりも少なくてもよく、例えば１個でもよい。具体的には、例えば、最大値判別回路６２０を設けず、最大値判別回路６１１で最大輝度ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを決定してもよい。
【０２４８】
（実施形態７）
本実施形態の液晶表示装置は、実施形態５と同様の構成を有する。すなわち、ＲＧＢの発光強度を独立で変化させることのできるＲＧＢバックライトユニットを備える。
【０２４９】
本実施形態では、加えるカラーフィルタを白色であるとする。
【０２５０】
以下に、本実施形態の液晶表示装置の制御方法について説明する。
実施形態５でバックライト強度を決定する時、ｒの強度を決めるためにｇの強度が最大である場合、もしくはｂの強度が最大である場合を仮定し、ｇの強度を決めるためにｒの強度が最大である場合、もしくはｂの強度が最大である場合を仮定し、ｂの強度を決めるためにｒの強度が最大である場合、もしくはｇの強度が最大である場合を仮定した。しかし、ｒの強度が最大になる場合はＲ絵素が最大階調、かつＧもしくはＢ絵素が最小階調という画素が存在する場合のみであり、非常に限定された条件である。同様にｇの強度が最大になる場合はＧ絵素が最大階調、かつＲもしくはＢ絵素が最小階調という画素が存在する場合のみ、ｂの強度が最大になる場合はＢ絵素が最大階調、かつＲもしくはＧ絵素が最小階調という画素が存在する場合のみであり、これらも非常に限定された条件である。このため、実施形態５で求めたバックライト強度は、通常、必要最低限のバックライト強度よりも高い強度である。本実施形態では、ｇのバックライト強度を求めるために実施形態５で求めたバックライト強度ｒ１、ｂ１の値を用いて再計算し、ｒのバックライト強度を求めるために実施形態５で求めたバックライト強度ｇ１、ｂ１の値を用いて再計算し、ｂのバックライト強度を求めるために実施形態５で求めたバックライト強度ｇ１、ｒ１の値を用いて再計算をするという方法を提案する。これより、バックライトの発光強度を実施形態５に比べてより小さく設定できるので、更なる低消費電力化が可能である。
【０２５１】
前記のシステムを実現するためのシステムブロック図が図２９の通りになる。
まず、図２９において、入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂは第１のバックライト強度決定部に入力され、出力はｒ１、ｇ１、ｂ１となる。ｒ１、ｇ１、ｂ１はそれぞれ実施形態５で求めたｒ、ｇ、ｂである。第２のバックライト強度決定部には、入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂと第１のバックライト強度決定部から出力されたｒ１、ｇ１、ｂ１が入力され、出力は、バックライト強度信号ｒ、ｇ、ｂがバックライト駆動回路へ、入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれｒ、ｇ、ｂで割った信号が色変換回路へ出力される。色変換回路に入力された信号はＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’ 信号に変換され、そして出力される。
【０２５２】
色変換回路に入力されるＲＧＢ信号をＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’に変換するためのアルゴリズムを示す。このアルゴリズムは、実施形態３、５と同じである。
すなわち、ＲＧＢからＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’への変換は
（１）Ｒ＞α／（１＋α）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
Ｇ＞β／（１＋β）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
Ｂ＞γ／（１＋γ）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の時、
Ｗ’＝ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
（２）Ｒ＜α／（１＋α）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋β）／β×Ｇ＞（１＋α）／α×Ｒかつ
（１＋α）／α×Ｒ＜（１＋γ）／γ×Ｂの時、
Ｗ’＝（１＋α）／α×Ｒ
Ｒ’＝０
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋α）／α×Ｒ
（３）Ｇ＜β／（１＋β）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋β）／β×Ｇ＜（１＋α）／α×Ｒかつ
（１＋γ）／γ×Ｂ＞（１＋β）／β×Ｇの時、
Ｗ’＝（１＋β）／β×Ｇ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇ
Ｇ’＝０
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ−γ×（１＋β）／β×Ｇ
（４）Ｂ＜γ／（１＋γ）×ＭＡＸ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）かつ
（１＋α）／α×Ｒ＞（１＋γ）／γ×Ｂかつ
（１＋γ）／γ×Ｂ＜（１＋β）／β×Ｇの時、
Ｂ’＝０
Ｗ’＝（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ−α×（１＋γ）／γ×Ｂ
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ−β×（１＋γ）／γ×Ｂ
のいずれかとなる。
【０２５３】
以下に、本実施形態におけるバックライト強度の決定アルゴリズムを示す。
まず、第１のバックライト強度決定部の決定アルゴリズムを示す。バックライト強度はｒ、ｇ、ｂで示す。
【０２５４】
色変換回路に入力される前に元の入力信号がバックライト強度で割られたものに変換される。このため、元の入力信号ＲＧＢに対して、４色に変換された信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’は次の関係が成立する。
【０２５５】
（１）
Ｗ’＝ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ａ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ｂ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ｃ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ／ｂ−γ×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）・・・（ｄ）
【０２５６】
（２）（１）でＲ’＜０であり、かつＲ’＝０とすることで、Ｇ’≧０、Ｂ’≧０とできる場合
Ｗ’＝（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｅ）
Ｒ’＝０
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｆ）
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ／ｂ−γ×（１＋α）／α×Ｒ／ｒ・・・（ｇ）
【０２５７】
（３）（１）でＧ’＜０であり、かつＧ’＝０とすることで、Ｒ’≧０、Ｂ’≧０とできる場合
Ｗ’＝（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｈ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｉ）
Ｇ’＝０
Ｂ’＝（１＋γ）×Ｂ／ｂ−γ×（１＋β）／β×Ｇ／ｇ・・・（ｊ）
【０２５８】
（４）（１）でＢ’＜０であり、かつＢ’＝０とすることで、Ｇ’≧０、Ｒ’≧０とできる場合
Ｗ’＝（１＋γ）／γ×Ｂ／ｂ・・・（ｋ）
Ｒ’＝（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×（１＋γ）／γ×Ｂ／ｂ・・・（ｌ）
Ｇ’＝（１＋β）×Ｇ／ｇ−β×（１＋γ）／γ×Ｂ／ｂ・・・（ｍ）
Ｂ’＝０
【０２５９】
Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’全ての値が０以上１以下でなければならない。３色から４色への変換において負の数を取らない制限がかかっているため、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の全てが１以下になるという条件を満たすようにｒｇｂを設定すればよい。
【０２６０】
まず、（ａ）より、ｒ≧Ｒ、ｇ≧Ｇ、ｂ≧Ｂである必要がある。これを満たしていれば（ｂ）（ｃ）（ｄ）は条件を満たす。
【０２６１】
実施形態４と同様に考えると、（２）で他の入力信号がどのようなものであってもＧ’≦１が成立するためのｇの値を求めるには、ｒが取る可能性のある最大値ｒ＝（１＋α）を入力した場合を想定すればよく、その時のｇの値は（ｆ）にｒ＝（１＋α）を代入し、Ｇ’＝１と解けばよいので、
ｇ＝α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）
となる。
【０２６２】
同様に（ｇ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｌ）、（ｍ）より、
ｂ＝α×（１＋γ）×Ｂ／（α＋γ×Ｒ）
ｒ＝β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）
ｂ＝β×（１＋γ）×Ｂ／（β＋γ×Ｇ）
ｒ＝γ×（１＋α）×Ｒ／（γ＋α×Ｂ）
ｇ＝γ×（１＋β）×Ｇ／（γ＋β×Ｂ）
となる。（ｅ）式は、（２）の条件分岐に入る場合に用いる条件（ｂ）式のＲ’＜０を満たしている場合である。よって、
（１＋α）×Ｒ／ｒ−α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）＜０
（ａ）より、ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）≦１であるため、
（１＋α）×Ｒ／ｒ＜α×ＭＡＸ（Ｒ／ｒ，Ｇ／ｇ，Ｂ／ｂ）≦α
（１＋α）／α×Ｒ／ｒ＜１
となるため、（ｅ）式を用いる場合は常に条件を満たす。同様に、（ｈ）、（ｋ）も常に条件を満たす。
【０２６３】
以上より、ある入力信号ＲＧＢに対して必要なバックライトの強度ｒｇｂは、
ｒ：Ｒ、｛β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）｝、｛γ×（１＋α）×Ｒ／（γ＋α×Ｂ）｝のうち最大値
ｇ：Ｇ、｛γ×（１＋β）×Ｇ／（γ＋β×Ｂ）｝、｛α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）｝のうち最大値
ｂ：Ｂ、｛α×（１＋γ）×Ｂ／（α＋γ×Ｒ）｝、｛β×（１＋γ）×Ｂ／（β＋γ×Ｇ）｝のうち最大値
となる。
【０２６４】
画素ごとに上記値を求め、全ての入力信号に対してｒｇｂそれぞれの最大値を求めることにより、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は求められる。ここで求めたバックライト強度はｒ１、ｇ１、ｂ１として出力される。
【０２６５】
次に、第２のバックライト強度決定部のアルゴリズムを示す。
第２のバックライト強度決定部では、実施形態６の時と同様に、最大値条件を求める際に用いたｒ、ｇ、ｂの最大値をｒ＝ｒ１、ｇ＝ｇ１、ｂ＝ｂ１として再計算する。これより、ある入力信号ＲＧＢに対して必要なバックライト強度ｒｇｂは
ｒ：Ｒ、｛β×（１＋α）×ｇ１｝／｛（β×ｇ１＋α×（１＋β）Ｇ）｝×Ｒ、｛γ×（１＋α）×ｂ１｝／｛（γ×ｂ１＋α×（１＋γ）Ｂ）｝×Ｒのうち最大値
ｇ：Ｇ、｛γ×（１＋β）×ｂ１｝／｛（γ×ｂ１＋β×（１＋γ）Ｂ）｝×Ｇ、｛α×（１＋β）×ｒ１｝／｛（α×ｒ１＋β×（１＋α）Ｒ）｝×Ｇのうち最大値
ｂ：Ｂ、｛α×（１＋γ）×ｒ１｝／｛（α×ｒ１＋γ×（１＋α）Ｒ）｝×Ｂ、｛β×（１＋γ）×ｇ１｝／｛（β×ｇ１＋γ×（１＋β）Ｇ）｝×Ｂのうち最大値
【０２６６】
画素ごとに上記値を求め、全ての入力信号に対してｒｇｂそれぞれの最大値を求めることにより、バックライトユニット全体として必要なバックライト強度は求められる。
【０２６７】
このように、画素ごとに必要最低限のバックライト強度ｒｇｂを決定する。そして、入力信号ＲＧＢをここで求めた必要なバックライト強度ｒｇｂで除算する。そして、その除算した入力信号ＲＧＢに対して４色信号への変換を行う。したがって、入力信号をそのまま４色に変換すると出力階調が最大階調以上になる場合であっても、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値は全て１以下の数となる。以上より、バックライト強度の制御によりＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値が１以下に、３色から４色への変換時の場合分けによりＲ’Ｇ’Ｂ’Ｗ’の値が０以上になる。
【０２６８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０で示した実施形態２と同様のブロック構成を有する。
【０２６９】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路においては、図１１で示した実施形態２と同様の処理を行う。ただし、Ｓ３では、ＲＧＢそれぞれの色の光源について、必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を求める。また、Ｓ４では、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中からＲ光源の最大輝度ＬＲを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中からＧ光源の最大輝度ＬＧを１つ求め、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中からＢ光源の最大輝度ＬＢを１つ求める。また、Ｓ５では、画像信号Ｒ１を画素ごとに最大輝度ＬＲで除算することで画像信号Ｒ１／ＬＲを算出し、画像信号Ｇ１を画素ごとに最大輝度ＬＧで除算することで画像信号Ｇ１／ＬＧを算出し、画像信号Ｂ１を画素ごとに最大輝度ＬＢで除算することで画像信号Ｂ１／ＬＢを算出する。更に、Ｓ６では、画像信号Ｒ１／ＬＲ、Ｇ１／ＬＧ、Ｂ１／ＬＢにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を出力するとともに、バックライトを制御するデータとして光量ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを出力する。そして、Ｓ３のステップを複数回行う。すなわち、Ｓ４で求めた最大輝度を用いて、必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ）を再計算する。
【０２７０】
また、本実施形態のバックライト強度決定回路は、図２８で示した実施形態６と同様のブロック構成を有する。ただし、上述の計算のように、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｒ）は、Ｒ、｛β×（１＋α）×Ｒ／（β＋α×Ｇ）｝、｛γ×（１＋α）×Ｒ／（γ＋α×Ｂ）｝のうちの最大値となり、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｇ）は、Ｇ、｛γ×（１＋β）×Ｇ／（γ＋β×Ｂ）｝、｛α×（１＋β）×Ｇ／（α＋β×Ｒ）｝のうちの最大値となり、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｂ）は、Ｂ、｛α×（１＋γ）×Ｂ／（α＋γ×Ｒ）｝、｛β×（１＋γ）×Ｂ／（β＋γ×Ｇ）｝のうちの最大値となる。
【０２７１】
また、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ２（Ｒ）は、Ｒ、｛β×（１＋α）×ｇ１｝／｛（β×ｇ１＋α×（１＋β）Ｇ）｝×Ｒ、｛γ×（１＋α）×ｂ１｝／｛（γ×ｂ１＋α×（１＋γ）Ｂ）｝×Ｒのうちの最大値となり、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ２（Ｇ）は、Ｇ、｛γ×（１＋β）×ｂ１｝／｛（γ×ｂ１＋β×（１＋γ）Ｂ）｝×Ｇ、｛α×（１＋β）×ｒ１｝／｛（α×ｒ１＋β×（１＋α）Ｒ）｝×Ｇのうちの最大値となり、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌ２（Ｂ）は、Ｂ、｛α×（１＋γ）×ｒ１｝／｛（α×ｒ１＋γ×（１＋α）Ｒ）｝×Ｂ、｛β×（１＋γ）×ｇ１｝／｛（β×ｇ１＋γ×（１＋β）Ｇ）｝×Ｂのうちの最大値となる。
【０２７２】
また、本実施形態の色変換回路においては、図１９で示した実施形態３と同様の処理を行う。
【０２７３】
更に、本実施形態の色変換回路は、図２０で示した実施形態３と同様のブロック構成を有する。また、本実施形態の色変換回路が行う処理も実施形態３の場合と同じである。
【０２７４】
以上、本実施形態では、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくすることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０２７５】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０２７６】
更に、一度算出したバックライト強度を基に、バックライト強度の再計算を行っているので、更なる低消費電力化が可能である。
【０２７７】
なお、バックライト強度の計算回数は２回に特に限定されず、３回以上であってもよい。
【０２７８】
また、最大値判別回路の数はバックライト光量計算回路の数と必ずしも同じである必要はなく、バックライト光量計算回路の数よりも少なくてもよく、例えば１個でもよい。
【０２７９】
（実施形態８）
図３０は、実施形態８の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
本実施形態の液晶表示装置は、発光強度が発光面の全面で一律に制御されるバックライトユニットの代わりに、特定の発光領域ごとに発光強度を変化させることのできるバックライトユニット（エリアアクティブバックライトユニット、バックライト８０２）を備えること以外は、実施形態２〜７と同様の構成を有する。
【０２８０】
図３１は、実施形態８のバックライトの構成を示す平面模式図である。
バックライト８０２は、図３１に示すように、発光面が複数の発光領域８５０に分割されている。図３１では、例として、縦６エリア、横１０エリアに発光面を分割した場合を示す。また、各発光領域８５０には、互いに独立して発光強度の制御が可能な点灯部８５１が設けられている。したがって、各点灯部８５１の発光強度は、それぞれの点灯部８５１よって照射される領域内にある画素に入力される画像信号のみを考慮すればよい。すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、画面内に複数の小さなディスプレイが存在すると考えてよい。
【０２８１】
また、図３１では、各点灯部８５１は、互いに独立して制御可能なｒ光源、ｇ光源及びｂ光源を含んで構成されている。これにより、図３０に示すように、各発光領域８５０において、発光強度のみならず色まで変化することができる。
【０２８２】
なお、バックライト８０２は白色単色のみで駆動されてもよく、この場合、ｒ光源、ｇ光源及びｂ光源の全てをｗ光源に置き換えればよい。
【０２８３】
本実施形態では、入力信号ＲＧＢはバックライト強度決定回路に入力され、発光領域８５０ごとのバックライト強度信号ｒｇｂが出力される。発光領域８５０ごとのバックライト強度の求め方は、実施形態２〜７に記載した方法とほぼ同じである。異なる点は、バックライト強度を求める際、全ての画素に対する最大値を求めていたが、「全ての画素」という条件を「発光領域内の全ての画素」という条件に置き換えればよい。
【０２８４】
本実施形態の色変換回路では、実施形態２〜７のそれぞれに対応したアルゴリズムをそのまま用いればよい。
【０２８５】
図３２に、実施形態８のバックライト強度決定回路における処理の流れを示す。本実施形態のバックライト強度決定回路では、１フレーム毎に以下の処理を行う。
まず、階調データからなるＲＧＢの画像（映像）信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎが入力される（Ｓ１）。
【０２８６】
次に、画像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換する（Ｓ２）。
【０２８７】
次に、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌを求める（Ｓ３）。
【０２８８】
次に、画素ごとに求めたバックライト光量Ｌの中から最大輝度ＬＭＡＸを発光領域ごとに１つずつ求める（Ｓ４）。
【０２８９】
次に、バックライトから放射された光のパネル面での分布Ｌを計算し、画素ごとに入射される光量ＬＰを求める（Ｓ５）。
【０２９０】
次に、画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を画素ごとに光量ＬＰで除算し、画像信号Ｒ１／ＬＰ、Ｇ１／ＬＰ、Ｂ１／ＬＰを算出する（Ｓ６）。
【０２９１】
そして、画像信号Ｒ１／ＬＰ、Ｇ１／ＬＰ、Ｂ１／ＬＰにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を出力するとともに、バックライトを制御するデータとして光量ＬＭＡＸを出力する（Ｓ７）。
【０２９２】
なお、ｒｇｂ光源を採用した場合は、各ステップの光量を色毎に算出すればよい。
【０２９３】
図３３に、実施形態８のバックライト強度決定回路のブロック図を示す。
図３３に示すように、実施形態８のバックライト強度決定回路は、逆ガンマ変換回路８０８と、輝度信号保持回路８０９と、バックライト光量計算回路８１０と、最大値判別回路８１１と、除算回路８１２と、バックライト強度保持回路８１３と、ガンマ変換回路８１４と、点灯模様算出回路８２１とを備える。
【０２９４】
逆ガンマ変換回路８０８は、画像信号Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎに逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を生成する。そして、画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、輝度信号保持回路８０９に出力され、一定期間（例えば、１フレーム間）、保存される。
【０２９５】
バックライト光量計算回路８１０は、輝度信号保持回路８０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に基づき、上述のように、画素ごとに必要なバックライト光量Ｌを算出する。
【０２９６】
最大値判別回路８１１は、バックライト光量計算回路８１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌの中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＭＡＸを生成する。
【０２９７】
バックライト強度保持回路８１３は、最大値判別回路８１１から出力された行列ＬＭＡＸを一定期間（例えば、１フレーム間）、保存するとともに、行列ＬＭＡＸをバックライト駆動回路及び点灯模様算出回路８２１に出力する。
【０２９８】
点灯模様算出回路８２１は、図３４に示すように、ある発光領域８５０が点灯した時に生じるパネル面（パネルの被照射面）での輝度分布を保持している。そして、図３５に示すように、入力された行列ＬＭＡＸを基に全表示領域におけるパネル面での輝度分布（点灯模様）がどのようになるかを計算する回路である。すなわち、点灯模様算出回路８２１は、行列ＬＭＡＸに含まれる全輝度値の全表示領域におけるパネル面での輝度分布を加算して、点灯模様を算出する。そして、この点灯模様を基に各画素に入射される光量を決定し、該光量からなる行列Ｌｐ，ＭＡＸを生成する。
【０２９９】
除算回路８１２は、輝度信号保持回路８０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を画素ごとに行列Ｌｐ，ＭＡＸの対応する輝度値で除算し、画像信号Ｒ１／Ｌｐ，ＭＡＸ、Ｇ１／Ｌｐ，ＭＡＸ、Ｂ１／Ｌｐ，ＭＡＸを算出する。
【０３００】
ガンマ変換回路８１４は、除算回路８１２から出力された画像信号Ｒ１／Ｌｐ，ＭＡＸ、Ｇ１／Ｌｐ，ＭＡＸ、Ｂ１／Ｌｐ，ＭＡＸにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を生成するとともに、色変換回路に出力する。
【０３０１】
図３６に、実施形態８のバックライト強度決定回路の別の構成を示すブロック図を示す。
図３６では、バックライト光量計算回路８１０は、輝度信号保持回路８０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に基づき、ＲＧＢの各色光源について、絵素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ））を算出する。
【０３０２】
最大値判別回路８１１は、バックライト光量計算回路８１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＲを生成する。また、バックライト光量計算回路８１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＧを生成する。更に、バックライト光量計算回路８１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＢを生成する。
【０３０３】
バックライト強度保持回路８１３は、最大値判別回路８１１から出力された行列ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを一定期間（例えば、１フレーム間）、保存するとともに、行列ＬＲ、ＬＧ、ＬＢをバックライト駆動回路及び点灯模様算出回路８２１に出力する。
【０３０４】
点灯模様算出回路８２１は、行列ＬＲに含まれる輝度値のパネル上での輝度分布を加算して、Ｒの点灯模様を算出する。そして、このＲの点灯模様を基に各Ｒ絵素に入射される光量を決定し、該光量からなる行列Ｌｐ，Ｒを生成する。また、行列ＬＧに含まれる輝度値のパネル上での輝度分布を加算して、Ｇの点灯模様を算出する。そして、このＧの点灯模様を基に各Ｇ絵素に入射される光量を決定し、該光量からなる行列Ｌｐ，Ｇを生成する。更に、行列ＬＢに含まれる輝度値のパネル上での輝度分布を加算して、Ｂの点灯模様を算出する。そして、このＢの点灯模様を基に各Ｂ絵素に入射される光量を決定し、該光量からなる行列Ｌｐ，Ｂを生成する。
【０３０５】
除算回路８１２は、輝度信号保持回路８０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を画素ごとに行列Ｌｐ，Ｒ、Ｌｐ，Ｇ、Ｌｐ，Ｂの対応する輝度値で除算し、画像信号Ｒ１／Ｌｐ，Ｒ、Ｇ１／Ｌｐ，Ｇ、Ｂ１／Ｌｐ，Ｂを算出する。
【０３０６】
ガンマ変換回路８１４は、除算回路８１２から出力された画像信号Ｒ１／Ｌｐ，Ｒ、Ｇ１／Ｌｐ，Ｇ、Ｂ１／Ｌｐ，Ｂにガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を生成するとともに、色変換回路に出力する。
【０３０７】
図３７に、実施形態８のバックライト強度決定回路の別の構成を示すブロック図を示す。
図３７では、バックライト光量計算回路８１０は、輝度信号保持回路８０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に基づき、ＲＧＢの各色光源について、絵素ごとに必要なバックライト光量Ｌ（Ｌ（Ｒ）、Ｌ（Ｇ）、Ｌ（Ｂ））を算出する。
【０３０８】
最大値判別回路８１１は、バックライト光量計算回路８１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｒ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＲ’（仮定の行列）を生成する。また、バックライト光量計算回路８１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｇ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＧ’（仮定の行列）を生成する。更に、バックライト光量計算回路８１０から出力された各画素のバックライト光量Ｌ（Ｂ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＢ’（仮定の行列）を生成する。
【０３０９】
バックライト光量計算回路８１９は、輝度信号保持回路８０９から出力された画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１と、最大値判別回路８１１から出力された行列ＬＲ’、ＬＧ’、ＬＢ’とに基づき、ＲＧＢの各色光源について、絵素ごとに必要なバックライト光量Ｌ２（Ｒ）、Ｌ２（Ｇ）、Ｌ２（Ｂ）を再計算する。
【０３１０】
最大値判別回路８２０は、バックライト光量計算回路８１９から出力された各画素のバックライト光量Ｌ２（Ｒ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＲを生成する。また、バックライト光量計算回路８１９から出力された各画素のバックライト光量Ｌ２（Ｇ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＧを生成する。更に、バックライト光量計算回路８１９から出力された各画素のバックライト光量Ｌ２（Ｂ）の中から最も大きな輝度を各発光領域内で１つずつ決定し、該輝度値からなる行列ＬＢを生成する。
【０３１１】
なお、図３７に示す形態で、バックライト強度の計算回数は２回に特に限定されず、３回以上であってもよい。
【０３１２】
また、図３７に示す形態で、最大値判別回路の数はバックライト光量計算回路の数と必ずしも同じである必要はなく、バックライト光量計算回路の数よりも少なくてもよく、例えば１個でもよい。具体的には、例えば、最大値判別回路８２０を設けず、最大値判別回路８１１で行列ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを決定してもよい。
【０３１３】
以上、本実施形態でも、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくできることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０３１４】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０３１５】
バックライトを複数の発光領域に分割しない場合、表示映像全体で最も光を必要にする部分に合わせてバックライトの発光強度を決定する必要がある。ＲＧＢ以外の絵素を加えた４色パネルのメリットとして、色度図上の色再現範囲を広げることに加え、ＲＧＢよりも透過量の多い絵素を加えることによる光利用効率の向上が挙げられる。しかしながら、バックライトの発光強度を発光面の全面で一律に制御する場合（全面均一制御の場合）、白色表示時よりもバックライトの発光強度を強くしなければ、単色付近の色度範囲において必要な輝度を確保できないことが増加してしまう。すなわち、バックライトの発光強度を増やさなければならず、光利用効率を効果的に向上できず、その結果、消費電力を効果的に削減できないことがある。それに対して、エリアアクティブバックライトシステムと４色パネルとを組み合わせることにより、全面均一制御に比べて、白色表示時よりもバックライトの発光強度を強くしなければならない場合を減らすことができる。その結果、より低消費電力化を実現することができる。
【０３１６】
（実施形態９）
本実施形態の液晶表示装置は、４色のカラーフィルタを持つ液晶表示パネルの代わりに、５色のカラーフィルタを持つ液晶表示パネルを備えること以外は、実施形態２〜８と同様の構成を有する。
【０３１７】
ここでは黄色及びシアン（Ｃ）のカラーフィルタを加えたものを説明するが、ＲＧＢ以外の２色としては、例えば、黄色、シアン（Ｃ）及びマゼンタの内の２色、上記３色の内の１色と白色等が挙げられる。
【０３１８】
図３８は、実施形態９の液晶表示装置の画素配列を示す平面模式図である。
本実施形態では、マトリクス状に配列された複数の各画素は、図３８に示すように、Ｒ絵素１３Ｒ、Ｇ絵素１３Ｇ、Ｂ絵素１３Ｂ、Ｙ絵素１３Ｙ及びＣ絵素１３Ｃの５色の絵素（ドット）をそれぞれ備えている。
【０３１９】
図３９に、実施形態９の色変換回路のブロック図を示す。
図３９に示すように、実施形態９の色変換回路（３色５色変換回路）は、逆ガンマ変換回路９１５と、入力信号判別回路９１６と、色変換計算回路９１７と、ガンマ変換回路９１８とを備える。
【０３２０】
逆ガンマ変換回路９１５は、画像信号Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２に逆ガンマ変換を行い、輝度データからなる画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を生成する。
【０３２１】
入力信号判別回路９１６は、逆ガンマ変換回路９１５から出力された３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３に基づき、５色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４に変換するためのアルゴリズムを決定する。３色から５色への変換のためのアルゴリズムは、実施形態２〜８で説明した３色から４色への変換のためのアルゴリズムと変数の数が異なるだけである。
【０３２２】
色変換計算回路９１７は、入力信号判別回路９１６から出力された制御信号Ｄにより決定された変換式により、３色の画像信号Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を５色の画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４、Ｃ４へ変換する。
【０３２３】
ガンマ変換回路９１８は、色変換計算回路９１７から出力された画像信号Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４、Ｙ４、Ｃ４にガンマ変換を行い、階調データからなる画像信号Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ、Ｙｏｕｔ、Ｃｏｕｔを生成するとともに、ソースドライバに出力する。
【０３２４】
なお、本実施形態におけるバックライト強度決定のためのアルゴリズムも、実施形態２〜８で説明したアルゴリズムと変数の数が異なるだけである。
【０３２５】
また、本実施形態の液晶表示装置のブロック構成や、本実施形態のバックライト強度決定回路のブロック構成についても実施形態２〜８で説明した構成と同様である。
【０３２６】
以上、本実施形態でも、単色又は単色に近い色を表示した時のバックライトの発光強度を白色を表示した時の発光強度よりも大きくできることから、単色付近を表示した時に画面の輝度が低下するのを抑制することができる。
【０３２７】
また、上述のようにバックライトの発光強度は、入力される画像信号に応じて制御されるので、消費電力が増加するのを抑制することができる。
【０３２８】
更に、５色の絵素（５原色パネル）を備えることから、上述の実施形態によりも色再現範囲をより広くすることができる。
【０３２９】
本願は、２００９年１１月２０日に出願された日本国特許出願２００９−２６５３８６号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【０３３０】
２、３：透明基板
４：液晶層
５：画素電極
６：対向電極
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ、７Ｙ：カラーフィルタ
９、１０：配向膜
１１、１２：偏光板
１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ：絵素
１４：画素
１０１、２０１：液晶表示パネル
１０２、２０２、８０２：バックライト
２０３：バックライト強度決定回路
２０４：色変換回路（３色４色変換回路）
２０５：バックライト駆動回路
２０６：ソースドライバ
２０７：ゲートドライバ
２０８、２１５、３１５、４０８、６０８、８０８、９１５：逆ガンマ変換回路
２０９、４０９、６０９、８０９：輝度信号保持回路
２１０、４１０、６１０、６１９、８１０、８１９：バックライト光量計算回路
２１１、４１１、６１１、６２０、８１１、８２０：最大値判別回路
２１２、４１２、６１２、８１２：除算回路
２１３、４１３、６１３、８１３：バックライト強度保持回路
２１４、２１８、３１８、４１４、６１４、８１４、９１８：ガンマ変換回路
２１６、３１６、９１６：入力信号判別回路
２１７、３１７、９１７：色変換計算回路
８２１：点灯模様算出回路
８５０：発光領域
８５１：点灯部
【図１】
2011061966.tif 000003
【図２】
2011061966.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011061966.tif 000012
【図１１】
2011061966.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2011061966.tif 000015
【図１４】
2011061966.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2011061966.tif 000019
【図１８】
2011061966.tif 000020
【図１９】
2011061966.tif 000021
【図２０】
2011061966.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2011061966.tif 000030
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
2011061966.tif 000033
【図３２】
2011061966.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2011061966.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
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